Brevet FR2512384A1 — publié le 19830311

L'invention concerne un procédé pour le réglage de la température de la partie su p- rieure et de la partie inférieture d'outils, notamment d'outils de formage et d'estampage, servalt à la fabrication de récipients à partir de feuille de matière synthétique thermoplastique L'invention concerne également un outil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour une telle fabrication, un outil est monté dans une machine de formage thermoplas- tique qui tire une bande de feuille d'um rouleaue la chauffe et en exécute le formage par tronçons au moyen de l'outil et par pression différentielle. Directement à la suite du formage, s'effectue avec le même outil l'estampage de séparation des reécipients, Ceux-ci sont emmenés, après ouverture de l'outil, opération pour laquelle sont utilisées différentes techniques connues La feuille de matière restante est enroulée ou broyée. La tendance est d'obtenir un nombre de cycles élevé de la machine de thermo formage et par là un fort débit de production en récipients le nombre de cycles est influencé essentiellement par le temps de refroidissement des récipients Celui-ci est fonction de différents facteurs, par exxmple du type de feuille, de l'épaisseur, de la température lors du formage, et de la conformation des récipients notamment à leur bord supérieur. Etant donné que la bande de feuille est soumise à l'emboutissage à des températures de l'ordre de 150 à 200 o C environ, l'outil s'échauffe au cours de la production s'il n'est pas reffoidi, et à cet égard la partie supérieure et la partie infé- rieure s'échauffent différemment Le plus grand échauffement se produit normalement dans la partie qui porte le moule de récipient proprement dit, qui est la plupart du temps la partie inférieure Dans la pratique il est par conséquent usuel de refroidir la partie inférieure en vue d'augmenter ainsi le nombre de cycles. Un tel refroidissement de partie inférieure de l'outil est décrit par exemple dans le DE-OS 1 679 925, refroidissement Le point critique lors du refroidissement des récipients, se situe généralement à l'endroit du bord, car celui-ci est plus épais que la paroi et a besoin par conséquent d'être refroidi plus longtemps Un démoulage prématuré entraine un étirage du bord, qui ne peut pas être accepté par exemple dans le cas de bords soumis au soudagez Afin d'obtenir un meilleur refroidissement également sur le bord de la feuille, il a été proposé (r'-os 31 09 415 5) de refroidir les serre-flancs prévus dans la partie supérieure de l'outil, ce qui s'est avéré très positif dans la pratique. Pour ce refroidissement de la Partie supérieure et de la partie inférieure de l'outil il s'agit alors de commander deux circuits de refroi- dissement A cet effet la machine de thermoformage dispose en règlegénérale d'un appareil réfrigérant Présentant la puissance frigorifique nécessaire De tels appareils réfrigérants fonctionnent la plupart du temps avec de l'eau, qui est refroidie à D C environ et est amenée ensuite aux moitiés de l'outil. Suivant les conditions d'exploitation, il est possible de cette manière de maintenir l'outil à une tempéra- ture de 20 à 4000. Les exigences quant à des Capacités de production toujours plus élevées de machines de thermoformage ont conduit à ce que, avec des outils de formage et découpage, des largeurs de feuille de 800 mm puissent être traitées directement et les récipients être disposés avec des flans à découper multiples, même en plusieurs rangées La disposition de huit à dix récipients par rangée est parfaitement possible suivant leur diamètre. Etant donné que les récipients placés dans l'outil sont, après le démoulage, également séparés par estampage, ces outils exigent une haute précision les poinçons de découpage et les perçages de matrices doivent, lors dé l'estampage, être en alignement précis, le jeu entre les deux (jeu de découpe) étant alors de l'ordre de grandeur de 0,04 millimètres. Si, dans le cas de grandes largeurs d'outils utilisés dans la production, la dif- férence de température que présentent la partie supérieure et la partie inférieure de l'outil devient trop forte, le poinçon de découpage se trouve émoussé Par suite de la différence de dilatation thermique et les poinçons de découpage extérieurs de la rangée viennent heurter la matrice, ce qui entraine des endommagements, et par suite des frais élevés et des déchets de production importants. Par étranglement des courants réfrigérants individuels allant à la partie supérieure et à la partie inférieure, il serait certes possible d'obtenir sur les deux moitiés d'outil une température établie par exemple sur un régulateur prévu pour chacune des parties supérieure et inférieure Cela signifierait que dans chacune des conduites d'amenée menant à la partie supérieure et à la partie inférieure il faudrait monter un étranglement, qui serait commandé de manière appropriée. Cela présenterait cependant l'inconvénient que l'on n'utiliserait pas pour le refroidissement le courant total d'eau de refroidis- sement possible et capable d'être fourni par l'appa- reil réfrigérant, et que, par conséquent, l'outil ne pourrait pas être porté à la température la plus basse possible qui permettrait le refroidissement optimal des récipients obtenus par le formage et par suite le plus grand nombre de cylindres possible. Cette température n'est d'ailleurs pas connue et elle est fonction de nombreux facteurs. L'invention a pour but de proposer un procédé destiné à régler la température de la partie supérieure de la partie inférieure de l'outil le courant total d'eau de reffoidissement fourni par l'appareil réfrigérant se trouvant amené sans étranglement à l'outil et permettant ainsi d'obtenir la température la plus basse possible des moitiés de l'outil; les températures de la partie supérieure et de la partie inférieure devant alors être exacte- ment les mêmes ou présenter une différence pouvant être prédéterminée. Normalement on cherche à obtenir une même température pour la partie supérieure et la partie inférieure Il y a cependant des cas dans lesquels il y aurait avantage à avoir une faible différence Il peut y avoir à cela les raisons sui- vantes: a) Des portions de la partie supérieure et de la partie inférieure qui contribuent de façon déterminante à la dilatation thermique sont en maté- riaux différents, présentant une dilatation thermique différente; b) De faibles différences de calibres, résultant de la fabrication mécanique, de poinçons et perçages de matrice pourraient de cetîe emi:ere être compensées; c) Un problème réside toujowrs dans la manière dont sont montés les pa Lpeurs de t uspgratire sur la partie supérieure et la p Srte infreze, afin de mesurer une température c actqrist:Lo D qc i est déterminante pour la d ilatation the Iiqte do chaque moitié de lîoutil% Il se présente toujours des zones plus froides et plus chaudes ldans les *'zeries portions distinctes des,oitiés de I tlo,S donc on a monté le palpeur, pout une moiti diontl, t^rop près d'un endroit "froida et, po,^ l'autr,:e ioitl d'outil, trop près d'un endroit "haud?% el pe ' ek rs Corriger ce "défaut"l er rglàat à wue valeou pr d G' terminée la différence de température en're la partie Supérieure et la partie infgr 4 ieure, En vue de ten r comlpte de ces conditions et de résoudre le pro bi; e po U l'invention concerne un procédé de régale de la température des parties supérieure et iufêrieiwe de l'outil qui est caractérisé en ces Qoue o 1 oesure au moyen de palpeurs de terdpérature la te-iperature de la partie supérieure et de la partie:erie e, qui sont délivrées à un régulateur de différence de température qui commande une soupape de distribution. Par laquelle le courant total de l'agent de reffoidisse- ment est réparti entre les parties d'outil pour impo- ser de façon qu'il en résulte une différence de tem- pérature prédéterminée entre elles. Il y a avantage à prévoir Plusieurs palpeurs de température pour chaque moitié de l'outil, afin d'obtenir une valeur moyenne de la température, ce qui conduit à capter la température avec une plus grande précision Dans ce procédé, la valeur de la température absolue que prennent la partie supérieure et la partie inférieure est de peu d'impor- tance, c'est seulement la différence de température qui est intéressante La température absolue dépend de nombreux facteurs (température de l'air, tempéra- ture de l'eau de refroidissement, température de la feuille, type de feuille, épaisseur de feuille, nombre de cycles) et varie pendant le fonctionnement Au début de la production elle est égale à la température ambiante et elle se rapproche, pendant le fonctionne- ment, d'une valeur déterminée' Selon un mode de réalis:-ion Particulier de l'invention, il est prévu que, lr-sque la différence de température atteint u trop gand écart par rapport à la valeur prédéterminée, le régulateur de la différence de température fournit un avertissement qui déclenche un signal optique ou acoustique, ou bien met hors circuit la machine de thermoformage Ce mode opératoire doit éviter dans tous les cas un endommagement de l'outil. L'outil prévu pour réaliser le procédé conforme à l'invention est caractérisé par un régulateur de différence de température, lu palpeur de température dans la partie supérieure et dans la partie inférieure, et une soupape de distri- bution montée dans la conduite d'amenée de l'agent de refroidissement. La description ci-après et les dessins schématiques annexes se rapportent à un exem- ple de réalisation de l'invention, dessins dans les- quels: la figure 1 est une vue longitudinale d'une machine de thermoformage dans laquelle est monté l'outil prévu-pour la réalisation du procédé conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe trans- versale de l'outil de formage; la figure 3 montre un schéma de montage d'ensemble de l'amenée de l'agent de refroidissement et de la régulation. Une machine de ther- moformage équipée avec l'outil conforme à l'invention comprend les parties principales suivantes: b&ti 1, support de rouleau 2, transport 3, chauffage 4 poste de formage/découpage 5 et d'entrainement 6 pour la table 7 mobile en hauteur, qui reçoit la partie infé- rieure 8 de l'outil La partie supérieure 9 est fixée au pont transversal rigide 10 Conformément au procédé, une bande de feuille Il est tirée du rouleau 12, chauffée et soumise à l'emboutissage par pression différentielle au poste de formage/ découpage 5 Les godets découpés 13 sont emmenés, et la feuille restante de déchets est enroulée ou finement broyée. La figure 2 montre une coupe transversale d'un outil à une rangée servant à la fabrication de godets 13 La partie inférieure 8 comporte un plateau de base 14, un bloc de refroidissement 15 avec par exemple huit enveloppes de moule 16 et, par groupe de moule, un fond 17 monté sur une tige 18 A l'extrémité supérieure de chaque enveloppe de moule 16 s'étend l'arête de coupe 22, et un ràcleur éjecteur 23 peut être disposé tout autour. En vue du refroidisse- ment des enveloppes de moulage 16 sont prévues, dans le bloc de refroidissement 15, des perçages 19, 20, et entre les parois du bloc de refroidisse- ment 15 et de l'enveloppe de moulage 16, est ménagée Par évidement une chambre 21 s'étendant tout autour, et dans laquelle débouchent des perçages transver- saux 24 Par exemple, le perçage 19 peut servir de conduite d'amenée de l'agent de refroidissement, et le perçage 20 de conduite de sortie On peut cependant prévoir aussi une traversée por le courant de toutes les chambres 21 les unes après les autres dans une rangée. La partie supérieure 9 de l'outil se compose du plateau de tête 25, du plateau intermédiaire 26, de la matrice 27, de serre-flans 28 et éventuellement d'éléments de formage par étira- ge 29 fixés à des barres 30 Dans la matrice-27 débou- chent un perçage 31 pour l'amenée d'agent de ref Xoidis- Sement et un perçage 32 pour sa sortie Des perçages transversaux 33 mènent à des chambres annulaires 34 qui sont pratiquées par usinage dans des douilles insérées 35 On obtient de cette manière un refroi- dissement qui agit particulièrement intimement sur les serre-flans 28 Des palpeurs de température 36, 37, par exemple des thermo-éléments, sont prévus dans la partie supérieure 9 et dans la partie inférieure 8, de préférence dans la matrice 27 ou dans le bloc de refroidissement 15. Le procédé de réglage de la température de la partie supérieure 9 et de la partie inférieure 8 se déroule de la façon suivante: A partir d'un appareil de réfrigération 38 est fourni un courant volumétrique déterminé V d'un agent de re- froidissement à une température déterminée qui est dirigé, par une conduite d'amenée 39, vers une soupape de distribution 40 Celle-ci présente deux sorties et est reliée, par la conduite d'amenée 41, à la partie supérieure 9 c'est-àr-dire au perçage 31 - et, par la conduite d'amenée 42, au perçage 19 ménagé dans le bloc de refroidissement 15 dé la partie infé- rieure 8 Une conduite de retour 43 ramène l'agent de 12 384 refroidissement à 11 appar-îl de rfi raiu 238, i Danz la r artf Le oupér' isure 9 est monté au moines ii pai-ex -p' tat-oz 5 G et dans la paret e in érieure 8 au l'u al-rir de températire -37 Cee de 17-; 1)F lnze_ Ou tous les palpear dans vcis ç? é Palpeurs de tmpéravture 56 -J avec lin régulatein A if e Lar - Sur celu-c c jeut p-r(- Xz;err bou-ton -de rëLfe 4- deésqi rée, entre la p inférieure 8. érernce de teeprt-r L'-e Prédï&terrninê et de:im 6 r un signaide sort" ' 1-' 47 à la i 3 ce une btro,)c L 'la lttc de soepao d 1 lo, rleu tition du co- 22 awit xuve V Cé tiés de l'outil. Si- u IO lateur de différerncdeerotr e ri un é 5 cart de ternpératuire, prsrt dq C cue la pal dans l'exemple représentée le plateau de s-oupape. lorsoue, pour la position occupée par le plateau de soupape 48 on obtient une égalité de -température, il reste dans cette position, et cela jusq u'à ce que# à la suite de circonstances quelconques, s'établisse un écart de température, et la soupape assure alors une modification correspondante. Les températures effectives de la partie supérieure 9 et de la partie inférieure 8 sont à ce sujet sans aucun intérêt, elles sont aussi basses que permet de les obtenir le courant volumétrique prévu V a la température correspondsate Un étranglement de ce courant V n'a Lieu en aucame façon, ce courant s'écoule avec _n volume constut, sans être influencé, pour toutes les differences de températures et pour toutes les trempratu-res effeti- ves de la partie supérieure 9 et de la pr Ztie infé- rieure 8. Dans le cas insu pro- duit une montée de la température de l'outil, r exemple par suite d'un accroissement du mnombre de les de la machine de thermoformage ou d'une 1 lévation de la température de la feuille, la difareie de mpér- ture est maintenue constante de façon comp 16 tement automatique Il n'y a par suite aucu-mn risque que sous l'effet d'un échauffement unilat 6 ral d'une moitie de l'outil et de La dilatatiion en longueur qui lui est liée, il se produise une butée de l'artte de coupe 22 sur le perçage de la matrice surtout à l'endroit des flans extérieurs à découper. Etant donné qu'avec des palpeurs de température 36, 37 on ne mesure que la température d Aun point de la partie supérieure 9 ou de la partie inférieure 8, il y a avantage à utiliser plusieurs palpeurs de température par moitié doutil, à partir de là à former pour chaque moitié de l'outil une valeur moyenne et à comparer alors les valeurs moyennes obtenues Cette formation de valeur moyenne est effectuée par le régulateur de différence de température 45. Etant donné que le dépas- sement d'une différence de température déterminée peut avoir des conséquences graves, il'y a avantage à relier le régulateur 45, par une conduite 49, à un avertisseur 50, optique ou acoustique, qui donne alors l'alerte en cas de dépassement notable de la différence de température prescrite Bien entendue ce signal peut aussi ttre utilisé pour la-mise hors circuit de la machine de thermoformage Normalement le régulateur 45 emptche certes un tel dépassement, mais des facteurs d'influence déterminés( par exemple défectuosités, engorgement de l'une des conduites 41, 42) peuvent provoquer ce dépassement. Il est possible en prin- cipe de monter la soupape de distribution 40 sur le coté de Wsortie des moitiés de l'outil et d'assurer là le réglage de l'écoulement de la fraction du courant V passant à travers la partie inférieure 8 Cela n'influe en rien sur l'objet même de l'invention. Une utilisation du procédé conforme à l'invention pour des outils n'éxécutant que le formage est rationnelle dans des cas déterminés de température prédéterminée entre les parties supéri- eure et inférieure de l'outil Il s'agit alors moins de maitriser la dilatation thermique, mais bien pluttt les parties venant en contact avec la feuille doivent se présenter avec à peu près la même température, afin d'empêcher un trop fort refroidissement brusque, d'un seul côté, de la feuille Cela est particuliè- rement important dans le cas du formage de feuille de produit expansé en mousse avec moule et contre- moule. REVENDICATIONS 1 Procédé pour régler la tempé- rature des parties supérieure et inférieure d'outils d'emboutissage de récipients à partir de feuille de matière synthétique thermoplastique, procédé caracté- risé en ce que l'on mesure au moyen de palpeurs de température ( 36, 37) la température de la partie supérieure et de la partie inférieure, qui sont délivrées à un régulateur ( 45) de différence de température qui commande une soupape de distribution ( 40) par laquelle le courant total (V) de l'agent de refroidissement est réparti entre les parties d'outil pour imposer une différence de température prédéter- minée ente élles. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'il se produit une trop grande différence de température entre la partie supérieure ( 9) et la partie inférieure ( 8) par rapport à la valeur prédéterminée, un avertisseur ( 50) optique ou acoustique est mis en action par le régulateur ( 45) de la différence de température. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'il se produit un trop grand écart de température entre la partie supérieure ( 9) et la partie inférieure ( 8) par rapport à la valeur prédéterminée, le régulateur ( 45) de la différence de température émet un signal qui entraine la mise à 1 ' arret de la machine de thermoformage. 4 Outil pour la fabrication de récipients à partir de feuille de matière synthé- tique thermcplastique, comportant une partie supé- rieure et une partie inférieure refroidies, en vue d'appliquer le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, outil caractérisé par au moins un palpeur de température ( 36, 37) dans chacune des parties sup 6 rieure et inférietwe, un rgulateur ( 45) de différence de température en liaison avrec ces palpeurs de tew Dératur-e, et une soupape de distribution ( 40) qui est hiérée dans lae co:"ô&uîte d'amenée ( 39, 41, 42) prévue pour Ilagenit de refroi, dissement et qui est ccunarndée par le 2 c-ula:tcur ( 45) de différ 3 nce de ieirti i fonction die la différence de -t eniperatuoecrinea are-r Cutil oiula to 4, caractérisé par un a'-îsui ')t 'C i optique, qui est en liaison -avec le rglt de dî iifé",ence de températ'ure et,qu JI entre en iac tioe lorsqu'il se produit une, trop gad ifri i température, pax rapport ' & I I 5 entre la partie supérieure ( 9) et l apateié ue ( 8) de ltoutîl.