Brevet FR2415608A1 — publié le 19790824

La présente invention se rapporte au pressage d'articles en matière thermoplastique. Elle concerne plus particulièrement la fabrication d'articles de gobeleterie et notamment un procédé et un dispositif nouveaux de pressage h4rdraulique d'une paraison de verre fondu. Plus précisément l'invention concerne une nouvelle forme de bride. Pour former des articles en verre par pressage non libre, on utilise un dis- positif comportant trois éléments essentiels - un moule ou poche dont le profil intérieur reproduit la forme extérieure de l'objet et dans lequel on fait tomber la parai son de verre fondu - un poinçon dont le profil extérieur reproduit la forme intérieure de l'objet - une bride ou cercle, solidaire du poinçon par l'intermédiaire d'une cage à ressorts, qui vient s'appliquer sur le moule juste avant le pressage et oui s'en détache avec un temps de retard sur la remontée du poinçon. La bride remplit essentiellement trois fonctions : elle centre le poinçon lors de l'opération de pressage, elle empêche l'écoulement du verre refoulé entre le moule et le poinçon, enfin, elle maintient l'article pressé dans le moule lors de la remontée du poinçon pour éviter que ce dernier ne l'entratne dans sa course. Pour réaliser cette dernière fonction, la bride doit recouvrir les bords supérieurs de l'article moulé et elle exerce alors sur lui une action verticale. Cette forme de bride provoque la formation de deux coutures en aspérité sur l'article pressé. Ure de ces coutures est située à la périphérie externe de l'article et provient du raccord bride-moule. L'autre couture, située sur le bord supérieur interne de l'article, provient du raccord bride-poinçon. Ces aspérités présentées par l'article à sa sortie de la presse sent sources de divers inconvérients. Elles diminuent la. résistance mécanique de l'article entratnant des risques d'ébréchages, de ruptures lors des opérations qui suivert le pressas proprement dit telles ale la trempe thermique, les manipulations, etc..., durant lesquelles s'exercent, sur l'article, des sollicitations. D'autre part, pour éliminer ces coutures au rebrûlage, il faut employer des brflletirs dont la flamme est suffisamment diffuse pour biler simultanément les deux coutures, ce qui demande une dépense d'énergie importante. De plus, la flamme diffuse réchauffe une zone étendue de l'article et risque de le dzformer. La Demanderesse propose un nouveau procédé de pressage hydraulique et un nos- veau dispositif permettant de remédier en partie à ce inconvénients, en déplaçant la couture du bord interne de l'articule pressé vers l'extérieur pour la confondre pratiquement avec la couture extérieure. ainsi on améliore notamment la rc".sistance mécanique dudit article et on peut rebrûler les deux coutures avec une flamme ponctuelle ce qui procure un gain d'énergie important. Conformément à l'invention, le nouveau procédé de pressage hydraulique d'une paraison de verre fondu comprend la suite d'opérations suivante - on verse la parai son de verre fondu dans un moule, - on amende une bride au contact du noulc, - on amène un poinçon à proximité de la parai son, - on presse la parai son avec le poinçon dont la partie agissante forme le profil intérieur de l'article en même temps qu'elle forme le bord supérieur pendant que la bride empêche l'écoulement latéral du verre fondu et forme le bord extérieur de l'article, - on n'aintient le poinçon en position basse dans le moule, - on remonte le poinçon et la bride. En formant le bord supérieur de l'article à l'aide du poinçon le procédé de pressage fournit un article pressé dont la couture due au point bridepoinçon est déplacée vers 1' extérieur du bord supérieur et se confond pratiquement avec la couture due au joint bride-moule. Dans une réalisation avantageuse permettant de mieux contrôler l'opération de pressage, la descente du poinçon se fait en deux étapes : une descente ra- pide contrtlée d'approche de la paraison suivie d'une descente lente et contre lée de pressage proprement dit. On peut é-alement, avantageusement, décomposer l'opération de remontée du poinçon en deux mouvements : un mouvement lent de décollage du poinçon de 1' article, suivi d'un mouvement rapide d'éloignement. Le décollement lent élimine pratiquement tout danger de soulèvement de l'article lors de la remontée du poinçon . Cependant, le mouvement de décollage lent est avantageusement rempla- cé par une décompression du poinçon en position basse dans le moule, ce qui procure plusieurs avantages. Ainsi, on augmente la durée du maintien du poinçon an position basse en fond de moule, ce qui améliore la mise en forme de l'article.Fiais surtout, la décompression autorise la remontée de la bride avant la remontée du poinçon ce qui élimine totalement le phénomène d'aspiration et de soulèvement de l'article. La Demanderesse a remarqué que la matière refoulée par le poinçon lors du poinçonnage formait une barrière hermétique entre la bride et le poinçon. Cette barrière hermétique empèche l'air de pénétrer entre le poinçon et l'article ce qui peut expliquer le phénomène d'aspiration de l'ar- ticle à la remontée du poinçon. En remontant la bride avant le poinçon, on détruit la barrière hermétique et l'air peut alors pénétrer entre le poinçon et l'article. Pour augmenter la cadence de pressage on peut, avantageusement, effectuer un pressage de ce type simultanément sUr plusieurs paraisons. L'invention concerne agilement un nouveau dispositif pour la mise en oeuvre du procédé sus-cité. Le nouveau dispositif comprend un moule dont le profil extérieur reproduit la forme extérieure de l'article moulé, un poinçon commandé hydrauliquement, du profil extérieur duquel la partie agissante reproduit la forme intérieure de l'article, une bride qui vent s'appliquer sur le moule juste avant le pressage et qui limite l'écoulement du verre refoulé entre le poinçon et le moule , des moyens assurant les déplacements du poinçon et de la bride. Conformément à l'invention, le dispositif présente des formes de bride et de poinçon nouvelles, la section du poinçon à la limite de sa partie agissante, l'ouverture du moule et l'ouverture de la bride ayant sensiblement les mêmes dimensions, de façon que le profil extérieur dudit poinçon définisse le bord supérieur de l'article moulé alors que la bride définit l'extérieur du bord supérieur dudit article moulé. Dans le nouveau dispositif, 12 portée de bride est verticale et elle .exerce sur 12 paraison une action radiale par rapport à l'axe Ce pressage à l'exclusion de toute autre action verticale comme réalisée dans les dispos sitifs classiques de pressage avec bride. Les moyens assurant le déplacement du poinçon comprennent essentiellement un vérin à commande hydraulique dont le mouvement est parfaitement maîtrisé. La bride peut être rendue solidaire du poinçon par l'intermédiaire d'une cage à ressorts classique, mais de préférence elle est actionnée par un vérin à commande hydraulique, différent de celui actionnant le poinçon. On évite de cette façon tout à-coup au décollement de ladite bride du moule. La pression exercée par la bride sur le moule peut être réglée hydrauliquement de façon beaucoup plus fiable qu'à l'aide d'un réglage mécanique de la pression des ressorts qui vieillissent en s'écrasant à chaque pressage. On peut par exemple réduire à zéro la pression de la bride sur le moule, juste avant la remontée de la bride, ce qui élimine l'à-coup à la remontée. De plus, l'indépendance du mouvement de la bride vis-à-vis de celui du poinçon autorise la remontée de la bride avant celle du poinçon, ce qu' interdit un montage de la bride sur le poinçon à l'aide d'une cage n ressorts. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description suivante d'un exemple de réalintion du dispositif. ta descrtpticn est faite en référence à des figures. La flEure 1 est un schéma du nouveau système moule-poinçon-bride en posi- tion de fin de pressage dans une forme de mise on oeuvre de l'invention. La firure 2 rerrésente un détail du bord de l'article prcss en pont ion fir de pressage. La figure 3 est un schéma d'un circuit hydraulique pour le commande de la course du poinçon. La figure 1 représente le système moule-poinçon-bride en position poinçon dans le moule, en fin de pressage. On distingue notamment dans cette figure la nouvelle forme de bride, décrite par la suite. Le moule 1 métallique, de type classique, est motté sur le plateau tournant de la presse non repré- senté sur cette figure, et positionné sur lui par l'intermédiaire d'un adapteur 2. L'adapteur peut avoir une forme liéc au moule et il doit alors être changé lors de chaque changement de moule, mais de préférence, on utilise un adapteur universel pour tous les moules, qu'ils soient de grandes tailles ou de petites tailles.L'adapteur présente des orifices 3 pour le passage d'un fluide réfri gourant, généralement de l'air sous pression, pour le refroidissement du moule. Le moule est percé en son centre d'un trou cylindrique 4 contenant un axe cylindrique 5 mobile verticalement, oui se soulève, actionné par une tige poussoir non représentée sur la figure, pour le décollage de l'article ó. Le fond 7 du moule, dont la partie centrale est constituée par l'extrémité de l'ss:e cylindrique 5, présente un profil reproduisan la forme extérieure de l'article pressé 6. La bride 8 surmontant le moule s'appuie sur la face supérieure 9 dudit moule. Dans la réalisation décrite, la bride est irdépendante du poinçon 10. Elle est montée par l'intermédiaire de vis 11 sur un parte-bride 101 lui-meme lié par les axes verticaux 102 à la tige d'un vérin hydraulique, non repré- senté, commandant son mouvement de montée-descente. La bride est centrée sur l'axe de pressage 12 une fois pour toutes avant le début de la fabrication. Pour ce faire, on positionne la bride dans le moule en utilisant le jeu 1C3 et en serrant les vis 11. Pour les raisons évoques précédemment, ce nontage de bride est préféré à un montage dans lequel ladite bride serait montée sur le poinçon par l'intermédiaire d'une cage à ressorts.Pour s'assurer que la bride conserve ur centrage correct autour de l'axe de pressage durant toute la fabrication, on peut utiliser une bride dont les extrémités extérieures 13 présentent une forme tronconique qui vient se loger dans une ouverture 14 de fcrme ident-que réalisée dans le moule. Pins on élimine tout décalage de la bride dû à des pressions mal réparties dans le cas d'une distribution non symétrique de la parai son. L'extrémité 15 de l'alésage intérieur de la brIde est au contact dc l'exté- rieur 16 du bord de l'article pressé et elle forme ledit extérieur du bord. Lz partie inférieure 15 de l'alésage intérieur de le bride peut également avoir une forme légèrement tronconique sur laquelle vier-drait se centrer le poin- çon en fin de covrse lors de l'opération de pressage. Dans une réalisation préférée, la partie agissant sur l'article pressé est constituée d'un joint 17 en forme d'anneau cylindrique rapporté sur le corps de la bride. La face intérieure 18 de l'article présente un profil identique à celui de la face agissante du poinçon. Le poinçon forme également la partie supérieure 19 de bards de l'article pressé et il prrsente dans sa zone péri- phérique une courbure concave. Ce profil de poinçon est particulièrement avantageux car il permet de rapprocher l'aspérité due au joint bride-poinçon de celle due au joint bride-moule, tout en conservent aux parois de l'article une épaisseur sensiblement constante.Le poinçon est énergiquement refroidi. I1 présente une cavité intérieure 2C pour le passage d'un fluide réfrigérant, généralement de l'eau. I1 peut être constitué d'une pièce métallique unique, mais de préférence, pour faciliter a corstruc- tior., il est formé de deux parties 21 et 22 vissées l'une sur l'autre. Le poinçon est maintenu par un porte-poinçon 104 à l'aide de vis 105 alors que le porte-poinçon est lié lui-même à la tige d'un vérin hydraulique non représenté qui commande son mouvement de montée-baisse pour le prossage. Le poinçon peut être flottant et guidé en fin de course par la brize, comme il a été décrit précédemment, mais de préférence on le monte rigide et centré dans l'axe de pressage. Pour ce faire, on centre le poinçon dans la la bride en ut lisant le jeu 106 et on serre les 7is 105. Le porte-poinçon 104 présente également un conduit 107 pour le passage du liquide de refroidissement. La figure 2 représente le bord de l'article pressé, en fin de pressage, alors ou'il est au contact des trois éléments de formage : le moule, le pcin çon et la bride. On distingue sur cette figure la disposition extérieure de la bride par rapport à l'article pressé; cette disposition provoque une action radiale de ladite bride sur l'article. La partie supérieure du bord 19 de l'article est au contact du poinçon alors que l'extérieur 16 du bord est au contact de la bride. La figure montre également la position des deux coutures 23 et 24, l'une par rapport à l'autre. La distance entre les deux coutures est de l'ordre du millimètre et moins, ce qui permet de les rebrûler ultérieurement et simultanément à l'aide de brûleurs ponctuels à flamme courte. Lz figure 3 représente un schéma du circuit hydraulique pour la commande de la course du poinçon. Le circuit hydraulique e comprend us vérin 25 relie au circuit d'alimentation 26 qui est traversé par le fluide hydraulique débité par la pompe 27 cii, avantageusement, est une pompe à barillet permettant d'avoir un débit variable; la variation du débit se fait par inclinaison du barillet à partir d'un dispo- sitif de commande connu en soi. La pompe est aximée par un reteur 2@ de puissance suffisante, par exemple 25 kilowatts, pour fourrir un débit de fluide hydraulique qui peut être de l'ordre de plusieurs centaines de litres à la minute. Pour assurer la descente du poinçon, la pompe débite le fluide dans le circuit 26 qui comprend également un limiteur de prossion 29 avec une électrovalve à deux voies 30. Un limiteur de débit 31 avec une électrovalve à deux voies 32 est branché en dérivation sur le circuit. Ce limiteur de débit a pour rôle essentiel d'assurer la décompression du poinçon en bout de course dans le oule, lors du pressage, juste avant a remontée rapide. D:t côt4 de la tige du vérin part un conduit hydraulique 33 comprenant us clapet anti-retour 34, sur lequel est greffé un conduit nenant à une électrovalve de sécurité 35. Le conduit hydraulique 33 comprend également un limiteur de pression 36 et il aboutit à la pompe 27. Dans la réalisation préférée de l'invention, le mouvement de la bride est comm ndé à partir d'un circuit hydraulique analogue au circuit de commande du poinçon, précédemment décrit. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Le moule monté sur le plateau de la presse par l'intermédiaire rie l'adap- teur recoit une paraison de verre à une température de l'ordre Is 1100 C. Le moule est ensuite amené dans l'axe dc pressage par déplacement du plateau de la presse. On commande alors à l'aide du dispositif hydraulique le mouve- ment de descente rapide de la bride qui vient s'appuyer sur la partie supérieure du moule. A l'aide du dispositif hydraulique d'entraînement du poinçon, décrit précédemment, on commande la descente du poinçon qui se fait en deux étapes, une approche rapide, suivie d'une descente plus lente pour le pressage proprement dit.Le limiteur dc pression 29étant réglé à une pression détermi- née as: préalable, on actionne la pompe oui débite dans le conduit 2o une quantité de fluide déterminée qui arrive côté fond du vérin 25 solidaire du poin çon. Cette opération correspond à la descente rapide du poinçon sur une distan- ce fixée au préalzble,qui peut être de l'ordre de 150 millimètres. On diminue alors le débit de la pompe en changeant l'inclina zon de son barillet, ce oui réduit la vitesse de descente du poinçon et lui procure une avance lente pour l'opération de pressage proprement dit. Le poinçon écrase la paraison et le verre est refoulé darLs la cavité comprise se entre le moule, la bride et le poinçon. Le refoulement du verre est limité latéralement par la bride.En fin de course du poinçon toute la partie intérieure et le bord supérieur du verre sont au contact du poinçon. On laisse alors le poinçon en position basse dans le moule pour le"glagage", puis on décompresse en ouvrant le limiteur de débit 31 du circuit de décompression, ce qui relâche la pression du poin çon sur l'article tout en gardant le poinçon dans a position basse. On relâche la pression da la bride sur le de@@us du moule et on la remonte. L'air peut pénétrer facilement entre le poinçon et l'article. On fait alors débiter la pompe dans l'autre sens en réglant au préalable le limiteur de pression 35 à une pression déterminée, par exemple 50 bars, alprs que le limiteur de pression 29 est réglé à une pression plus faible, par exemple de l'ordre de 5 bars. Ceci provoque la remontée rapide du poinçon. L'article reste e position datas le moule, sa temper-ture moyenne est de ''ordre de 700 C, lors que la température du poincon est le l'ordre le 5500C et celle du moule de l'ordre de 800 C. On n'observe aucun phénomène d'aspiratien de l'article à la remontée du poinçon. tans une fabrication d'assiettes creuses par exemple,le cycle de pressage a une a rée d'environ 1,35 seconde se répartissant en 0,25 seconde envlrcn de descente rapide, 0,60 seconde environ de descente lente, por::r l'opération de presse, 0,20 seconde env- ron pour le "glaçage" de l'article et 0,30 seconde environ pour la remontée raphide du poinçon. Dès la remontée de la bride et du poinçon, le moule contenant l'article pressé est entraîné par le plateau de la presse dans la zone de refroidissement précédant la station de démoulage. A la station de démoulage, la tige-poussoir est actionnée vers le haut, à l'aide d'un dispositif connu de came ou de vérin par exemple, ce qui soulève l'article qui est alors saisi par un dispositif de préhension équipé de pinces ou de ventouses. L'article est ensuite acheminé vers la zone de rebrûlage et de trempe. Les deux coutures sur le bord de l'article sont facilement rebrûlées à l'aide de brûleurs a flamme courte. Le dispositif précédemment décrit peut équiper une presse comprenant un axe unique de pressage. Avantageusement, pour des raisons de cadence de fabrication, on peut réaliser des presses comprenant plusieurs axes de pressage travaillant simultanément, avec un nombre égal de dispositifs selon l'invention. Une presse comprenant plusieurs axes de pressage est décrite dans la demande de brevet français n 77.25860. La presse sus-dite peut comprendre, pas exemple, quatre axes de pressage travaillant deux à deux, simultanément, pour la fabrication d'articles de petite taille ou de taille moyenne, chacun desdits axes de pressage étant équipé d'un dispositif avec bride "verticale" selon l'invention. L'économie d'énergie réalisée au rebrûlage des article peut être de l'ordre de 50 %. REVENDICATIONS 1. Procédé de pressage hydraulique d'articles en matière moulable, notamment en verre, ceractérisé en ce qu'il comprend la suite d'opérations suivantes - on verse une parai son de matière fondue dans un moule, - on amène une bride au contact du moule, - on amène le poinçon à proximité de la parai son, - on presse ]a paraisor. avec le poinçon dont la partie agissante forme le profil intérieur de l'article en même temps que le bord supérieur, pendant que la bride limite l'écoulement latéral de la matière refoulée et forme le bord extérieur dudit articule, - on maintien le poinçon en position basse dans le moule, - on remonte le poinçon et le bride. 2. Procédé de pressage selon la revendication 1, caractérisé er ce que l'on amène le poinçon rapidement et de façon contrôlée à proximité de la parai son et que l'on presse la paraison plus lentement de façon contrôlée. 3. Prodédé de pressage selonune des revendications 1 ou 2, caractérisé er ce que le poinçon renonte lentement puis rapidement. 4. Procédé de pressage selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le maintien en position basse du poinçon dans le moule se termine par une décompression du poinçon dans cette position. 5. Procédé de pressage selon une des revendications 1 à A, caractérisé en ce que le mouvement de la bride est commandé indépendamment du mouvement du poinçon. 6. Procédé de pressage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on remonte la bride après décompression du poinçon en position basse dans le moule et avant la remontée dudit poinçon. 7. Procédé de pressage selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on presse simultanément plusieurs paraisons. S. Dispositif pour le pressage d'articles en natlère moulable comprenant un moule dont le profil intérieur reproduit la forme extérieure de l'article moulé, un poinçon commandé hydrauliquement du profil extérieur duquel la partie agissante reproduit la forne intérieure de l'article, une bride qui vient s' appliquer sur le moule juste avant le pressage et que limite l'écoulement de la matière refoulée entre le poinçon et le moule, des moyens assurant les déplacements du poinçon et de la bride,caractérisé en ce que la section du poinçon à la limite de sa partie agissante, l'ouverture du moule et l'ouverture de la bride ont sensiblement les mêmes dimensions, de façon que le profil extérieur dudit poinçon définisse le bord supérieur de l'article moule en plus de la forme intérieure dudit article, alors que la bride définit la partie ex- térieure du bord supérieur dudit artlsle moulé. 9. Dispositif selon la revendication û, caractérisc en ce que les moyens assurant les déplacements du poinçon et de la bride sont indépendants l'un de l'autre. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens asgurant le déplacement de la bride comprennent un vérin hydraulique. 11. Dispositif selon une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la portion de la partie aglssanFe du profil extérieur du poinçon définissant le bord supérieur de l'article moulé est conclave. 12. Dispositif selon une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le poinçon est monté rigide dans l'axe de pressage. 13. Dispositif selon une des revendicatIons 8 à 12, caractérisé en ce que la partie inférieure intérieure de la bride a une forme tronconIque. 14. Dispositif selon une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la partie de la bride au contact de l'article pressé est un joint rappor- té sur la bride. 15. Dispositif selon une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que le mouvement du poinçon a la séquence suivante e- descente contrtlée du poinçon, - maintien du poinçon en position basse dans le moule, - remontée cor.trtlée du poinçon. 16. Dispositif selon une des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que le maintien en position basse du poinçon dans le moule se termine par une décompression. 17. Dispositif selon une des revendications 8 à 16, caractérisé en ce que le mouvement du poinçon a la séquence suivante - descente rapide et contrôlée du poinçon pour l'approche du moule, - descente lente et contrôlée pour le pressage, - maintien du poinçon sous pression en position basse dans le moule, - décompression en position basse, - remontée rapide du poinçon. 18. Dispositif selon une des revendications 9 à 17, caractérisé en ce que la remontée de la bride se fait avant la remontée du poinçon.