Brevet FR2460772A1 — publié le 19810130

I 2460772 L'invention concerne un dispositif pour l'exécution du procédé et une application du procédé à la fabrication de tubes souples en plastique pour emballage. Pour la fabrication d'objets moulés en plastique tels que des couvercles ou des capots de récipients, et en particulier pour la fabrication de têtes de tubes souples pour emballage on connaît, outre le procédé par injection, un procédé par compres- sion. A la différence du procédé par injection, le matériau plastifié est, dans le procédé par compression, introduit dans le I0 creux d'un moule pour y être mis en forme sous l'effet d'une compression modérée. Comme, de façon tout à fait générale, les procédés par compression peuvent être appliqués sur des plasti- ques portés à des températures plus basses que dans le cas des procédés par injection, ils consomment moins d'énergie et, de plus, offrent l'avantage de temps de refroidissement plus courts, ce qui permet d'ouvrir le moule plus tôt et donc de raccourcir cette passe de fabrication. Dans les procédés connus de moulage par compression le moule est constitué par une matrice et un mandrin, le mandrin portant toujours un élément tubulaire formant le corps du tube en matière plastique. Cet élément tubulaire formant le corps du tube pénètre par une de ses extrémités, ainsi que le mandrin, dans la matrice et, lorsque le moule se ferme, il obture la cavité du moule sur le pourtour du mandrin. Le plastique, mis en forme de façon à constituer une tête de tube, se réunit sous l'action de sa chaleur de fusion au bord, qui pénètre dans le moule, de l'élément tubulaire. Dans les procédés connus le matériau plastifié est intro- duit,à l'aide d'un distributeur de matière, dans la cavité de moule par une ouverture centrale pratiquée dans la matrice du côté opposé au mandrin, la cavité étant encore ouverte, ou en- core il est introduit sous forme d'un anneau chassé par le dis- tributeur de matière. Le matériau plastifié annulaire, qui adhère au distributeur de matière est raclé par la matrice lorsque le distributeur se dégage de la cavité du moule et reste alors - jusqu'à compression - adhérent à une des surfaces qui limitent ladite cavité. Il apparaît dans certains cas, sur les têtes de tube obte- nues par ce procédé, des défauts parfois visibles à la surface. Une étude de ce qui se passe lors de la compression a montré que 2 2460772 le plastique qui, après avoir été détaché par raclage du distri- buteur de matière, vient au contact immédiat de la matrice refroi- die et est mis en forme par celle-ci, sur laquelle il s'applique par une surface relativement grande, peut prendre localement l'état cristallin. En raison du refroidissement supplémentaire qui se produit lors de la compression, la chaleur de fusion restante ne suffit visiblement pas dans tous les cas à plastifier à nouveau la matière déjà cristallisée. L'invention se fonde sur la-constatation que, lorsque I0 le matériau plastifié est détaché par raclage du distributeur de matière, le contact avec la matrice refroidie peut se faire sur une surface relativement étendue, ce qui peut entraîner, dans cette région de contact, un refroidissement relativement important jusqu'à ce que le plastique soit comprimé par la fermeture du I5 moule. L'invention a donc pour but de fournir un procédé dans lequel on évite dans une large mesure une cristallation prématu- rée du matériau plastifié sans avoir à élever la température du plastique chassé du distributeur de matière. A cet effet l'invention a pour objet un procédé pour la fabrication d'un objet moulé en plastique dans lequel une matière plastique plastifiée chauffée est mise dans la cavité d'un moule et comprimée pour donner ledit objet moulé, caractérisé en ce qu'une ébauche constituée par le plastique plastifié chauffé est formée, introduite en chute libre dans la cavité ouverte du moule et comprimée par la fermeture de la cavité du moule. Du fait de la chute libre de l'ébauche, dont le parcours de chute doit être aussi court que possible, il n'y a plus racla- ge du plastique chaud au contact de surfaces froides. Il est ainsi possible d'empêcher dans une mesure suffisante un refroidissement localement exagéré de l'ébauche de plastique. Dans un mode de réalisation préféré du procédé précité, le distributeur de matière peut donner à l'ébauche une forme an- nulaire. L'ébauche peut également être prélevée sur un courant de matière par le distributeur de matière dont elle est ensuite détachée par un courant de gaz. Comme l'ébauche est prélevée sur le courant de matière par le distributeur de matière lui-même, le plastique n'entre en contact, avant de tomber en chute libre avec aucune surface refroidie, et dans ce cas le distributeur sera au moins à la température du plastique chauffé. Le prélèvement de i 1 3 2460772 l'ébauche sur le courant de matière peut par exemple se faire par expression. Le courant de gaz peut alors servir uniquement à détacher l'ébauche du distributeur de matière à un instant donné, le courant de gaz s'établissant brusquement et n'ayant à rompre que les derniers filaments de matière. De préférence le courant de gaz est alors dirigé obliquement, vers le bas, sur la ligne sépa- rant l'ébauche du distributeur de matière. Dans un autre mode de réalisation préféré, un obtura- teur appartenant au distributeur de matière qui comporte une buse I0 annulaire peut, au cours de l'écoulement de la matière, être commandé de façon à donner à l'ébauche annulaire un profil déter- miné. Il est possible - et c'est avantageux, de donner à l'ébau- che un profil lenticulaire. Grâce à ce profil qui ressemble à un ovale vertical la surface par laquelle l'ébauche vient toucher le I5 moule refroidi servant à la compression est réduite autant que faire se peut. Un exemple d'exécution de l'invention va être décrit en se référant au dessin, qui représente une installation. La Fig. I montre une machine à mouler par compression avec des moules de compression disposés sur un plateau tournant; La Fig. 2 montre, en coupe partielle suivant la ligne II-II, le plateau tournant avec un des moules de compression; et La Fig. 3 montre en coupe, à plus grande échelle par rapport à la Fig. 2, la matrice du moule de compression, avec une ébauche confectionnée par le distributeur de matière, avant qu'elle ne soit séparée. La Fig. I montre, en vue de dessus, un organe rotatif constitué par un plateau 28. Des matrices 22 et des poinçons 24 sont disposés périphériquement, à intervalles réguliers, un poin- çon 24 étant affecté à chaque matrice 22. Les matrices 22 sont ouvertes vers le haut, et les poinçons 24 sont montés à bascule- ment sur le plateau 28 et peuvent passer, par un basculement de , d'une position horizontale à une position o ils sont coa- xiaux à la matrice 24 qui leur correspond. Dans leur position coaxiale les poinçons 24 peuvent coulisser axialement, ce qui permet de fermer la matrice 22 et de la rouvrir. Les repères I à 8 désignent sur la Fig. I les positions de huit phases, ce nombre étant donné à titre d'exemple, le pla- teau tournant 28 pouvant, par des moyens non représentés, être amené pas à pas d'une position à l'autre dans le sens de la flèche 36. Les huit positions, à chacune desquelles correspond un poste de travail, sont les suivantes Poste I Un dispositif de chargement 38 enfile un corps de tube 40 repré- senté ici en coupe, de forme tubulaire, et confectionné à l'avan- ce, sur un mandrin 42 portant le poinçon 24. Ici,le mandrin 42 se trouve en position horizontale de sorte que le chargement se fait en position horizontale. Io Poste 2 Un distributeur fixe de matière, I4, est affecté au poste 2; il sera décrit en plus de détails à l'aide des Fig. 2 et 3. Ce dis- tributeur de matière introduit dans la matrice ouverte, 22, ca- chée par le distributeur de matière I4, un matériau chaud et I5 plastifié. La position de la matrice 22 se voit à la position 7. Lorsque le plateau, continuant son mouvement, passe du poste 2 au poste 3, le mandrin 42 est basculé et prend la position ou il est coaxial à la matrice. Poste 3 Un levier à genouillère 44 affecté à ce poste introduit dans la matrice le mandrin 42 qui se trouve en position coaxiale à la matrice, et le poinçon 24 monté sur ce mandrin, ceci afin de comprimer, pour en faire une tête de tube, le matériau plastifié introduit dans la matrice, ladite tête de tube se trouvant en même temps soudée par fusion au corps de tube 40. Par des moyens non représentés, le mandrin 42 est fixé dans cette position de compression pour y séjourner tandis que le levier à genouillère 44 est ramené en arrière. Poste 4 Le mandrin 42 reste en position de compression pour que la tête de tube, ainsi moulée par compression, puisse se refroidir et durcir. La matrice 22 et le mandrin 42 sont refroidis, par un fluide refroidisseur, grâce à des raccords non représentés. Poste 5 Le mandrin 42 continue à rester en position de compression afin de refroidir la tête de tube. Poste 6 Un dispositif de retrait 46 ramène axialement en arrière le man- drin 42, de sorte que le moule de compression constitué par la matrice 22 et le poinçon 24 est rouvert. Par des moyens non représentés la partie de la matrice 22 qui comporte le filetage est dévissée (en dessous du plateau tournant 28). Lors du pas- sage de la position 6 à la position 7 le mandrin 42 porteur de l'élément de tube 40 sur lequel a été formée la tête de tube 48 est ramené à la position horizontale. Poste 7 Un dispositif de vissage affecté à ce poste visse un bouchon de tube 52 sur la tête de tube 48. Poste 8 I0 Le tube souple constitué par le corps de tube 40, la tête de tube 48 et le bouchon de tube 52 est maintenant terminé, il est éjecté dans la direction de la flèche 54 ou arraché du mandrin 42 par un dispositif non représenté. Après la phase suivante le mandrin 42 est, au poste I, rechargé d'un autre corps de tube 40. I5 Bien que, dans l'exemple de réalisation décrit ici on ait parlé de huit postes il est également possible de répartir sur un nombre différent de postes les passes de fabrication correspondantes, sur dix postes par exemple. Grâce aux poinçons 24 et aux mandrins 42 qui accompagnent le plateau tournant 28 dans sa rotation, le refroidissement peut, le moule 22, 24 étant fermé, s'étendre sur plus d'un poste. Un tel agencement est particulièrement avantageux parce que le temps nécessaire pour passer d'un poste au suivant n'est pas lié au processus plus long du refroidissement. C'est pourquoi un tel agencement est plus économique que celui o les poinçons ou les matrices n'accompagnent pas le plateau et sont affectés à un poste fixe donné. La Fig. 2 montre un arbre fixe 56 autour duquel touril- lone le plateau 28 qui est actionné pas à pas par des moyens non représentés. La matrice 22, qui présente la cavité du moule, I2, est enfoncée dans le plateau auquel elle est fixée. La cavité I2 du moule correspond à la surface limitante extérieure de la tête de tube 48 (Fig. I). En-dessous de la matrice 22 et coaxialement à celle-ci se trouve un autre élément 58 de la matrice qui comporte-une autre cavité de moule, 60, servant à former le filetage de la tête de tube. Une broche 26, rappelée axialement par un ressort 62, est montée à coulissement dans l'élément 58 de la matrice. La broche 26 est rappelée par le ressort 62 vers la cavité I2 de la matrice 22; elle est repous- sée, contre le rappel du ressort 62, lorsque le poinçon 24 6 2460772 pénètre dans la matrice 22. La broche 26 sert à maintenir dégagée l'ouverture du tube lors du moulage de la tête de tube par compres- sion. L'élément 58 de la matrice est monté à rotation autour de son axe de façon à pouvoir libérer le filetage de la tête de tube, une fois terminé le moulage de celle-ci. La rotation lui est à cet effet communiquée par des moyens non représentés. Le mandrin 42, portant le poinçon 24, est monté à bas- culement autour d'un axe 64. Le basculement s'obtient grâce à une I0 crémaillère 66 dont les dents engrènent avec la denture 68 d'un élément basculant 70. La crémaillère 66 est liée à un poussoir 72 monté à coulissement dans deux paliers 74 et 76 fixés au plateau tournant 28. Entre les deux paliers 74 et 76 le poussoir 72 est rigidement lié à un doigt d'entraînement 78 portant un galet 80 guidé par une rainure de guidage 82. La rainure 82 est usinée dans un plateau de guidage 84 qui ne tourne pas et est donc fixé à l'arbre fixe 56. Le tracé de la rainure 82 dans le plateau de gui- dage 84 est tel qu'au niveau des postes 3 à 6 elle est plus rap- prochée de l'arbre fixe 56. Sur la Fig. 2 l'écartement par rapport à l'arbre fixe est plus grand et correspond aux postes 7, 8, I, 2. Le doigt d'entraînement 78 est lors de la transition menant à la régiondans laquelle la rainure de guidage a son petit rayon, déplacé ainsi que le poussoir 72 et la crémaillère 66 vers l'arbre 56 sous l'action du galet de guidage 80. L'engrènement entre la crémaillère 66 et la denture 68 de l'élément basculant fait passer ce dernier, ainsi que le mandrin 42, en position verticale, le mandrin 42 se trouvant alors coaxial à la matrice 22. Il faut remarquer ici que le distributeur de matière I4, déjà si- gnalé sur la Fig. I, n'est affecté qu'au poste 2. Le levier à genouillère affecté au poste 3 (Fig. I) agit à ce poste sur un galet 86 par l'intermédiaire duquel un arbre 88, guidé axialement dans l'élément basculant 70, se déplace ainsi qu'un porte-mandrin 90 sur lequel est fixé le mandrin 42 et son poinçon 24 pour se rapprocher de la matrice afin de fermer la cavité du moule I2 ménagé dans la matrice 22. Comme il a déjà été dit lors de la description de la Fig. I, le poinçon 24 avec ses éléments porteurs 42, 90, 88 est maintenu dans cette dernière posi- tion par des moyens non représentés, un enclenchement par exemple. Le distributeur de matière 14 est immobile, et affecté au poste 2. Il comporte un élément tubulaire 92 dans lequel se 7 2460772 trouve un élément obturateur 96. Cet élément obturateur a la forme d'une soupape conique et, par des moyens non représentés, il est agencé de façon à pouvoir se déplacer axialement aux fins d'ouver- ture et de fermeture. L'élément tubulaire 92 est entouré d'une buse annulaire 34 qui est destinée à créer un courant gazeux dont il sera parlé à l'occasion de la description de la Fig. 3. L'axe d'oscillation 64 se trouve dans un palier 94 lié au plateau 28. I0 La Fig. 3 montre un détail de la Fig. 2, à plus grande échelle. Sur la figure on voit une ébauche I0 qui a été formée par le distributeur de matière I4. Le profil de l'ébauche I0 est sensi- blement lenticulaire. Cette forme est obtenue par commande de l'ob- turateur 20 tandis que la matière s'écoule, sous pression constante, I5 dans le sens de la flèche I6. Lorsque l'obturateur 20 vient s'ap- pliquer hermétiquement sur l'extrémité 30 de l'élément tubulaire 92, l'ébauche I0 est séparée de la matière I6 en écoulement par exem- ple par expression. Cependant, pour séparer parfaitement l'ébauche I0 du distributeur I4, la buse annulaire 34 dirige un courant de gaz I8 sur la région ou l'ébauche I0 se sépare du distributeur I4. Ce courant gazeux est de préférence un courant d'air s'établissant brusquement de façon à séparer l'ébauche T0 du distributeur I4 à un moment exactement déterminé. L'ébauche I0 tombe ensuite dans la cavité I2 du moule, en entourant la broche 26. La forme lenticu- laire donnée au profil de l'ébauche I0 est particulièrement avan- tageuse, car la surface de contact entre l'ébauche I0 et la matrice 22 est relativement petite, ce qui évite que l'ébauche se refroi- disse sur une grande surface. La matrice 22 et éventuellement le poinçon 24 (Fig. 2) sont refroidis à l'aide d'un fluide refroi- disseur, grâce à un dispositif non représenté, afin que le refroi- dissement de la tête de tube 48 se fasse aussi vite que possible, une fois l'ébauche I0 moulée par compression. Bien que dans le mode de réalisation représenté on ait décrit la fabrication d'un tube souple en matière plastique, il est possible avec un dispositif analogue et un procédé analogue de fabriquer d'autres objets en matière plastique de la même manière. La disposition donnée à la matrice 22, ouverte vers le haut, et à la broche 26 qui y fait saillie assure pratiquement que l'ébauche I0, en tombant dans la cavité du moule, y atteint la po- sition prévue et ne peut plus se décentrer. La hauteur de chute, 8 - 2460772 du distributeur I4 à la cavité I2 du moule, doit rester aussi petite que possible. Si la séparation entre distributeur et ébau- che se fait parfaitement, et à coup sur, la buse à gaz 34 n'est plus indispensable. Le repère 96 désigne un poussoir par l'intermédiaire duquel l'obturateur 20, en forme de soupape conique, est actionné par des moyens non représentés. 9 2460772 REVEND ICAT IONS I. Procédé pour la fabrication d'un objet moulé en plas- tique, dans lequel une matière plastique plastifiée chauffée est mise dans la cavité d'un moule et comprimée pour donner ledit objet moulé, caractérisé en ce qu'une ébauche (I0) constituée par le plastique plastifié chauffé est formée, introduite en chute libre dans la cavité ouverte du moule (I2) et comprimée par la fermeture de la cavité du moule. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce I0 que l'ébauche (I0) a une forme annulaire obtenue au moyen d'un distributeur de matière (I4). 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications I ou 2, caractérisé en ce que l'ébauche (10) est séparée du courant de matière (I6) par le distributeur de matière, dont elle est I5 détachée par un courant de gaz (I8). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le courant de gaz (I8) est dirigé, obliquement et vers le bas, sur la ligne séparant le distributeur de matière (14) de l'ébauche (I0). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un obturateur (20) du distributeur de matière ( prédéterminé à l'ébauche annulaire (IO). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'obturateur (20) est commandé de façon à donner à l'ébauche (I0) un profil lenticulaire. 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ébauche (I0) est introduite dans la cavité (I2) en une posi- tion o elle entoure une broche (26) servant à ménager un trou. 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les éléments de moule (22, 24) limitant la cavité (I2) sont refroidis. 9. Dispositif pour l'application du procédé selon la revendication 1, comprenant un élément tournant (28) qui peut être actionné pas à pas et qui porte, répartis sur son pourtour à intervalles réguliers, des matrices (22) et des poinçons (24) appartenant à des moules de mise en oeuvre, chaque matrice (22) et le poinçon (24) qui lui est affecté pouvant être mis dans une position o ils sont coaxiaux l'un par rapport à l'autre et en être retirés, et être amenés à basculer pour abandonner cette posi- tion coaxiale, dispositif caractérisé en ce que les moules de mise en oeuvre sont des moules à compression, les matrices (22) desdits moules étant disposées sur l'élément tournant (28) agencé en pla- teau tournant de façon que leurs ouvertures soient dirigées vers le haut, en ce que les poinçons (24) sont agencés de façon à pou- voir basculer pour sortir de la position o ils sont coaxiaux aux ma- -trices (22) qui leurs correspondent de façon à dégager le dessus de la matrice (22), en ce que le distributeur de matière (I4) est, I0 dans une des positions du plateau (28) disposé immédiatement au- dessus de la matrice (22), le poinçon (24) affecté à ladite ma- trice étant, à ladite position du plateau, sorti par basculement de la position coaxiale. I0. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie du distributeur de matière (14) est une buse annulaire limitée par l'extrémité (30) d'un tube et par un obturateur (20). II. Dispositif selon la revendication I0, caractérisé en ce que l'obturateur (20) est un cône de soupape. I2. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les poinçons (24) sont agencés sur le plateau tournant (28) de façon à pouvoir basculer d'un angle droit pour venir en une position horizontale o leurs extrémités libres (32) sont dirigées vers l'extérieur suivant un rayon du plateau tournant (28). I3. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une buse à gaz (34) est prévue, ladite buse étant dirigée obliquement vers le bas, sensiblement sur l'ouverture de sortie du distributeur de matière 14. Dispositif selon la revendication I3, caractérisé en ce que la buse à gaz (34) est une buse annulaire entourant le distributeur de matière (I4). I5. Application du procédé selon la revendication I, à la fabrication de tubes souples en plastique destinés à l'embal- lage à l'aide d'un dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le poinçon (24) est prévu pour recevoir le corps de tube cylindrique préfabriqué, et en ce que la tête de tube est soudée au corps de tube par fusion lorsque l'ébauche (10) est transformée par moulage par compression pour donner ladite tête de tube. Io