Brevet FR2543880A1 — publié le 19841012

L'invention concerne un appareil pour actionner un mandrin destiné à recevoir et retenir de manière amo- vible une pièce en polymère thermoplastique dans une machine de moulage par soufflage destinée à la production de récipients en polymère thermoplastique moulé par soufflage Un aspect de l'invention a trait à un appareil comportant un coulisseau à extrémité en fourche qui est enclenché à glissement avec un mécanisme pour actionner un mandrin destiné à recevoir et retenir de manière amo- vible une pièce en polymère thermoplastique dans une ma- chine de moulage par soufflage pour la production de récipients en polymère thermoplastique moulé par soufflage Un autre aspect de l'invention concerne un appareil comportant un coulisseau à extrémité en fourche destiné à s'enclencher avec une bague montée sur une pince ou un mandrin afin d'actionner cette pince ou ce mandrin pour recevoir et retenir de manière amovible une préforme en polymère thermoplastique. Le moulage par soufflage est devenu un procédé d'une grande importance commerciale pour la production de récipients en polymère thermoplastique tels que, par exemple des bouteilles à orientation biaxiale Il existe essentiellement deux procédés principaux actuellement utilisés de façon commerciale pour la production de réci- pients moulés par soufflage, à orientation biaxiale (par exemple des bouteilles) Le premier procédé consiste à produire une préforme chaude (habituellement par une opération d'injection ou d'extrusion), à transférer la préforme chaude, habituellement au moyen d'un mandrin, vers un moule de soufflage, à souffler le récipient dans un moule fermé par injection d'air comprimé dans la préforme chaude afin de l'expanser axialement et circon- férentiellement pour la faire porter contre la cavité du moule, puis à retirer du moule ouvert le récipient à orientation biaxiale Ce procédé met en oeuvre habi- tuellement un appareil de production de préformes qui est intégré ou relié à l'appareil de moulage par soufflage Dans le second procédé, une préforme froide ou refroidie, produite précédemment, est réchauffée à une température ou à un profil de température de soufflage puis elle est introduite dans la cavité d'un moule de soufflage qui est ensuite fermé autour de cette préforme ' et cette dernière est soumise à une expansion axiale et, simultanément ou ultérieurement, elle est expansée circonférentiellement pour épouser la forme de la cavité du moule, puis le récipient à orientation biaxiale est retiré du moulé ouvert La production de préformes dans le second procédé est effectuée au moyen d'un appareil indépendant de l'appareil de moulage par soufflage et souvent éloigné de ce dernier Ce second procédé est connu et il est souvent appelé procédé de réchauffage et soufflage Dans le procédé de moulage par soufflage pour la production de récipients en polymère thermoplastique, on peut utiliser une préforme moulée par injection ou, en variante, une préforme qui se présente sous la forme d'un tube extrudé ayant été fermé à une extrémité et façonné suivant une configuration à col ouvert, habituelle- ment fileté, à son autre extrémité Ces préformes tubu- laires moulées par injection ou extrudées et façonnées ont souvent la forme de tubes d'essai présentant une extrémité fermée arrondie et une extrémité à col ouvert fileté De telles préformes sont habituellement prises par leur extrémité à col ouvert et transportées de façon à passer par les différentes étapes du procédé de ré- chauffage et de moulage par soufflage au moyen d'un dis- positif de transport, après quoi le récipient soufflé est libéré de ce dispositif. Il existe, conjointement avec l'invention utilisée dans le procédé de moulage par soufflage pour la production de récipients en polymère thermoplastique, une étape de chauffage d'une préforme précédemment formée, qui est transportée de façon à passer par l'étape de chauffage au moyen du même support que celui utilisé pour faire passer la préforme par les diverses autres étapes de traitement. La cadence élevée de production de l'appareil de moulage par soufflage pour produire à bon marché des récipients en polymère thermoplastique (par exemple 1000-2000 récipients/heure) exige le chargement franc et très rapide des supports par les préformes Ces cadences élevées de chargement exigent elles-mêmes que les supports de préformes soient actionnés rapidement et de façon fiable pour recevoir les préformes Lorsque cet actionne- ment du support de préforme est exécuté mécaniquement, le dispositif qui actionne les supports doit avoir une action franche, rapide et fiable et une grande longévité. Par conséquent, un appareil mécanique destiné à actionner les supports de préformes pour prendre et retenir de manière amovible ces préformes devant être transportées pendant le déroulement du procédé de-moulage par soufflage ne donne pas totalement satisfaction et est sujet à des pannes, défauts de fonctionnement et défaillances fréquents qui empêchent un actionnement approprié du support pour recevoir la préforme Ces défauts de fonction- nement et défaillances provoquent des temps d'arrêt de la machine de moulage par soufflage et la perte de pré- formes et de récipients. L'invention a pour objet d'actionner rapidement, franchement et de façon fiable, des supports de préformes destinés à recevoir et retenir de manière amovible des préformes dans un appareil de moulage par soufflage pour la production de récipients en polymère thermoplastique. L'invention a également pour objet un dispositif durable de commande rapide, franche et fiable, destiné à actionner des supports de préformes destinés à recevoir et retenir de manière amovible des préformes en polymère thermoplas- tique dans une machine à moulage par soufflage L'inven- tion a pour autre objet une machine de moulage par soufflage comportant des supports de préformes destinés à recevoir et retenir de manière amovible des préformes en polymère thermoplastique et un dispositif durable destiné à actionner de manière rapide, franche et fiable les supports de préformes pour qu'ils reçoivent et retiennent de manière amovible chacun une préforme. L'invention concerne donc un dispositif destiné à une machine de moulage par soufflage d'un récipient en polymère thermoplastique, cette machine comportant un mandrin destiné à recevoir et retenir de manière amo- vible un article en polymère thermoplastique Le dispo- sitif, qui est destiné à actionner le mandrin, comprend a) un bâti et b) un coulisseau à extrémité en fourche, mobile dans le bâti, destiné à s'enclencher avec le man- drin Le coulisseau à extrémité en fourche est déplacé dans le bâti d'une position de dégagement à une position d'enclenchement avec le mandrin et il est ramené vers la position de dégagement, le mouvement d'enclenchement du coulisseau avec le mandrin ou un mouvement séparé du coulisseau actionnant le mandrin pour qu'il reçoive et retienne de manière amovible un article en polymère thermoplastique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle en pers- pective d'un ensemble de support triple montrant des mandrins destinés à retenir de manière amovible des pré- -formes en polymère thermoplastique, un corps de support, des pignons destinés à faire tourner les mandrins, une transmission à-chaîne de transport et des préformes en polymère thermoplastique retenues de manière amovible dans les mandrins; la figure 2 est une vue de dessus partielle du dispositif d'actionnement des mandrins, montrant le coulisseau à extrémité en fourche dans la position avancée d'extension et d'enclenchement avec les mandrins; la figure 3 est une élévation partielle du dispositif d'actionnement des mandrins, montrant'le coulisseau à extrémité en fourche en position avancée d'extension et d'actionnement dans laquelle ce coulisseau est enclenché avec un mandrin; et la figure 4 est une élévation avec coupe partielle du dispositif d'actionnement de mandrins, cette vue montrant également un mandrin et une préforme placée dans le mandrin, le coulisseau étant en position rétractée vers l'arrière, dégagé du mandrin. Une forme préférée de réalisation de l'inven- tion sera à présent décrite en regard des figures 2, 3 et 4. La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un ensemble de support triple pouvant être utilisé avec le dispositif d'actionnement de mandrins selon l'inven- tion L'ensemble 22 de support, destiné à transporter des préformes 202 en polymère thermoplastique à travers la machine de moulage par soufflage et les postes d'exé- cution du procédé de moulage par soufflage, est supporté sur un rail 42 à l'aide de galets 218 montés sur un corps 200 de support et est déplacé par des chaînes 32 reliées à des moyens d'entraînement non représentés Un mandrin 206, destiné à retenir de manière amovible une préforme 202, dépasse du corps 200 de support, et une bague 220 de libération, montée de façon à pouvoir cou- lisser sur ce mandrin, est destinée à actionner un dis- positif de préhension (non représenté) situé dans le mandrin 206 et conçu pour retenir de manière amovible une préforme 202 Un arbre creux, qui dépasse à travers le corps 200 de support, sur le côté opposé au mandrin 206, est relié à ce dernier et porte un pignon 210 Celui- ci est mis en rotation au moyen d'une chaîne (non repré- sentée) qui fait tourner l'arbre et donc le mandrin 206. En l'absence des préformes 202, l'ensemble 22 de support de la figure 1 est placé à proximité immédiate du dispo- sitif d'actionnement de mandrins selon l'invention par lequel le mandrin 206 est engagé et la bague 220 de libération est actionnée afin que le mandrin 206 reçoive une préforme 202 A la suite de l'insertion de la pré- forme 202 dans le mandrin 206, le dispositif selon l'in- vention se dégage de ce mandrin 206 qui retient ainsi de manière amovible la préforme 202, après quoi l'ensemble 22 de support se déplace vers la position suivante dans la machine de moulage par soufflage pour l'étape suivante du procédé de moulage par soufflage. La figure 2 est une vue en plan de dessus du dispositif 300 d'actionnement de mandrins selon l'in- vention, vue sur laquelle le coulisseau 302 est dans sa position avancée d'enclenchement avec un mandrin, au- dessus de la bague 220 de libération Comme montré sur la figure 2, le dispositif d'actionnement de mandrins comporte un bâti 301 comprenant deux éléments latéraux 317 Un coulisseau 302, monté de manière mobile dans le bâti 301, comporte un bras 316 qui présente une rainure 307, et une extrémité 303 en fourche comportant des dents ou doigts 304 L'extrémité ou fourche 303 est montée sur le bras 316 au moyen de boulons 313 Des galets 305 qui se déplacent dans une rainure horizontale de chacun des éléments latéraux 317, sont montés sur le bras 316. Des galets 306 de guidage se déplaçant dans la rainure 307 du bras 316 et fixés au dessous du bâti 301 sont utilisés pour empêcher tout mouvement latéral du coulis- seau 302 pendant sa course Un vérin hydraulique 308 qui commande le mouvement du coulisseau 302, est monté sur les éléments latéraux 317 du bâti 301 au moyen de tourillons 309 et la tige 407 de son piston est reliée à une chape 310 du coulisseau 302 à l'aide d'un élément 311 de liaison et d'une broche 312 Des interrupteurs 314 et 315 de proximité détectent et indiquent les posi- tions avant et arrière du coulisseau 302 Ces interrupteurs sont des dispositifs de sécurité n'entrant pas dans le cadre de l'invention. La figure 3 représente le dispositif selon l'invention dans lequel le coulisseau 302 est dans sa position avancée d'actionnement du mandrin dans laquelle il appuie sur la bague 220 de libération qui, elle-même, appuie sur des taquets 405 du mandrin 206 afin d'actionner ce dernier pour qu'il reçoive et retienne de manière amovible une préforme 401 La bague 220 de libération est également représentée, en traits mixtes, dans la position dans laquelle elle est en contact avec les taquets 405, mais sans les abaisser, lorsque le coulisseau 302 est dégagé du mandrin 206 Dans la position montrée sur la figure 3, la tige 407 du piston du vérin hydrau- lique 308 est rétractée à l'intérieur du cylindre, le galet arrière 305 est appliqué contre la surface d'un évidement 404 de la surface supérieure de la rainure 403 et le galet avant 305 est appliqué contre l'extrémité avant de la rainure 403 de l'élément latéral 317 du bâti 301, ce qui a pour effet de faire exécuter à l'ex- trémité 303 en fourche du coulisseau 302 un mouvement de descente abaissant la bague 220 de libération Les galets 305 déterminent avec la rainure 403 l'amplitude des mouvements d'avance et de recul du coulisseau 302. La figure 4 représente le dispositif d'action- nement de mandrin selon l'invention dans lequel le cou- lisseau 302 est dans sa position arrière de dégagement du mandrin La figure 4 représente également, pour l'environnement de l'invention, le mandrin 206 et une- préforme 401 en coupe partielle, cette préforme 401 étant retenue de manière amovible dans le mandrin 206 par des mors mobiles 501 montés sur des axes 502 et sollicités par des ressorts Lorsque le coulisseau 302 est dans sa position arrière de dégagement du mandrin, il est horizontal, la tige 407 du piston du vérin hydrau- lique 308 est avancée et le galet arrière 305 est dégagé de l'évidement 404 et repose contre l'extrémité arrière de la rainure 403. Le fonctionnement d'une forme préférée de réalisation du dispositif d'actionnement de mandrin selon l'invention sera à présent décrit en regard des figures 3 et 4 Le coulisseau 302 étant initialement dans la position arrière telle que montrée sur la figure 4, la tige 407 du piston du vérin hydraulique 308 est en extension, le galet arrière 305 est dégagé de l'encoche 404 de la rainure 403 de l'élément latéral 317 du bâti 301 et il repose contre l'extrémité arrière de la rainure 403, la bague 220 de libération du mandrin 206 repose sur les taquets 405 des mors mobiles 501, montés sur des axes 502 et sollicités par des ressorts, et les mors 501 sont dans leur position avancée de prise d'une pré- forme Un fluide hydraulique est fourni au vérin 308 pour rétracter la tige 407 de son piston, reliée au bras 316 du coulisseau 302 par l'élément 311 de liaison Le retrait de la tige 407 de piston fait ainsi avancer le coulisseau 302 jusqu'à ce que le galet avant 305 porté contre l'extrémité avant de la rainure 403, ce qui arrête la course d'avance du coulisseau 302, place le galet arrière 305 dans l'encoche 404 et fait avancer l'extrémité 303 en fourche de manière que les dents ou doigts 304 se placent au-dessus de la bague 220 de libération Un autre léger mouvement de retrait de la tige 407 du piston provoque l'application d'une force orientée vers le haut sur l'extrémité arrière du bras 316 du coulisseau 302, ce qui a pour effet de faire pivoter ce dernier autour du galet avant 305 et d'amener le galet arrière 305 dans l'encoche 404, arrêtant ainsi la poursuite du pivotement du coulisseau 302 et amenant les doigts 304 de l'extrémité 303 en fourche en contact avec la bague 220 de libération qu'ils abaissent comme montré sur la figure 3 Lorsque la bague 220 de libération est abaissée, elle exerce une pression contre les taquets 405, ce qui a-pour effet de faire pivoter les mors 501 sur les axes 502 vers une position de retrait Le mandrin 206 est à présent actionné pour recevoir une préforme 401 Après que la préforme 401 a été introduite dans le mandrin actionné 206, le coulisseau 302 étant dans sa position avancée et la tige 407 du piston étant rétractée comme montré sur la figure 3, la circulation du fluide hydraulique vers le vérin hydrau- lique 308 est inversée afin de provoquer un mouvement d'extension de la tige 407 du piston et l'application ini- tiale d'une force exercée vers le bas sur l'extrémité arrière du bras 316 pour faire pivoter le coulisseau 302 autour du galet avant 305, dégager le galet arrière 305 de l'encoche 404, soulever les doigts 304 de la bague 220 de libération qui peut ainsi s'élever, ce qui permet aux mors 501, sollicités par des ressorts, de pivoter sur les axes 502 vers leur position avancée de prise d'une préforme; La poursuite du mouvement d'extension de la tige 407 du piston provoque un déplacement du coulisseau 302 vers l'arrière, ce qui fait porter le galet arrière 305 contre l'extrémité arrière de la rainure 403 arrêtant ainsi le mouvement du coulisseau 302 vers l'arrière et dégageant l'extrémité 303 en fourche du mandrin 206. Il est apparu de façon surprenante que l'in- vention offre avantageusement un dispositif franc, fiable et durable, à action rapide, permettant d'actionner un mandrin, qui comporte un ensemble de préhension à mors et une bague de libération montée de façon à pouvoir cou- lisser sur la surface extérieure du mandrin afin de s'enclencher avec l'ensemble de préhension, pour qu'il reçoive et retienne de manière amovible une préforme en polymère thermoplastique dans une machine de moulage par soufflage d'un récipient en polymère thermoplastique (par exemple une bouteille). Bien que l'invention ait été décrite en réfé- rence aux figures 1 à 4, cette description n'est pas limitative Il est donc prévu, conformément à une forme de réalisation de l'invention, un dispositif destiné à une machine de moulage par soufflage d'un récipient en polymère thermoplastique, cette machine comportant un mandrin destiné à recevoir et retenir de manière amovible une préforme en polymère thermoplastique et le mandrin comprenant un corps, un ensemble de préhension fixé au corps pour saisir de manière amovible la préforme, et une bague de libération montée de façon à pouvoir coulisser sur l'extérieur du corps pour s'enclencher avec l'ensemble de préhension, ledit dispositif, destiné à actionner le mandrin pour qu'il reçoive et retienne de manière amovible la préforme, comprenant: a) un bâti destiné à supporter de manière mobile, b) un coulisseau ayant une extrémité en fourche destinée à s'enclencher avec la bague de libération du mandrin, c) un élément destiné à faire exécuter un mouvement alternatif au coulisseau, d) des moyens de limitation destinés à contrôler la course du coulisseau dans une direction horizontale dans le bâti, e) des moyens de pivotement destinés à faire pivoter le coulisseau à la limite avant de sa course, et f) des moyens destinés à produire un mouvement sensiblement vertical de l'extrémité en fourche pour manoeuvrer la bague de libé- ration. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, l'extrémité en fourche du coulisseau peut présenter plusieurs ouvertures destinées à s'enclencher avec plusieurs mandrins et à les actionner pour qu'ils prennent et retiennent de manière amovible des préformes en polymère thermoplastique _Selon une autre forme par- ticulière de réalisation de l'invention, l'extrémité en fourche du coulisseau peut présenter une seule ouverture destinée à s'enclencher avec un mandrin unique et à - l'actionner Dans une autre forme de réalisation de l'in- vention, on peut utiliser un vérin hydraulique en tant qu'élément destiné à faire exécuter un mouvement alter- natif au coulisseau En variante, un vérin pneumatique peut être utilisé pour déplacer le coulisseau Bien qu'une forme particulière de moyens destinés à faire exécuter un mouvement sensiblement vertical à l'extré- mité en fourche du coulisseau soit représentée sur les figures 3 et 4, on peut utiliser d'autres moyens pour communiquer un tel mouvement vertical à l'extrémité en fourche du coulisseau Ainsi, par exemple, à la place d'une encoche 404 ménagée dans la surface supérieure de la rainure 403, on peut utiliser une surface inclinée vers l'arrière, ménagée dans le bas de la rainure 403 des figures 3 et 4, en un point situé sensiblement au même emplacement que l'encoche 404 le long de la rainure 403 Cette surface surélevée provoque une élévation du galet arrière 305 lorsque le coulisseau 302 se déplace vers l'avant, à l'emplacement de cette surface surélevée, ce qui a pour effet de faire pivoter le coulisseau 302 autour du galet avant 305 pour communiquer un mouvement sensiblement vertical à l'extrémité en fourche 303. D'autres moyens pour déplacer sensiblement verticalement l'extrémité en fourche du coulisseau peuvent apparaître à l'homme de l'art Le coulisseau du dispositif selon l'invention peut présenter un certain nombre de configu- rations autres que la configuration plate en deux pièces du coulisseau 302 des figures 2, 3 et 4 Par exemple, le coulisseau peut avoir une configuration plate en une seule pièce. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif destiné à une machine de moulage par soufflage d'un récipient en polymère thermoplastique, cette machine comportant un mandrin ( 206) destiné à recevoir et retenir de manière amovible une préforme ( 401) en polymère thermoplastique, ledit mandrin comprenant un corps, un ensemble de préhension à mors ( 501) fixé au corps pour serrer de manière amovible la préforme, et une bague ( 220) de libération montée de façon à pouvoir coulisser sur l'extérieur du corps afin de s'enclencher avec l'ensemble de préhension, ledit dispositif, qui est destiné à actionner le mandrin pour qu'il reçoive et retienne de manière amovible la préforme, étant caracté- risé en ce qu'il comporte un bâti ( 301) destiné à supporter de façon mobile un coulisseau ( 302) ayant une extrémité en fourche ( 303) destinée à s'enclencher avec la bague de libération du mandrin, un élément ( 308) destiné à faire exécuter un mouvement alternatif au coulisseau, des moyens ( 314, 315) de limitation destinés à contrôler la course du coulisseau dans une direction horizontale dans le bâti, des moyens ( 305) de pivotement destinés à faire pivoter le coulisseau à la limite avant de sa course, et des moyens ( 305, 404) destinés à produire un mouvement sensiblement vertical de l'extrémité en fourche pour qu'elle s'enclenche avec la bague de libération. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le coulisseau comporte une extrémité en fourche présentant plusieurs ouvertures. 3 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le coulisseau comporte une extrémité en fourche présentant une seule ouverture. 4 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément destiné à faire exécuter un mouvement alternatif au coulisseau comprend un vérin hydraulique ( 308). Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'élément destiné à faire exécuter un mouvement alternatif au coulisseau comprend un vérin hydraulique ( 308).