Brevet FR2556273A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un procédé de fabrication de bouteilles en matière plastique à partir d'ébauches utilisant les techniques d'injection-soufflage, ou d'extrusion-soufflage. Elle trouve plus précisément son application au coeur des installations dans lesquelles on fabrique des bouteilles en matière plastique, par étirage biaxial de la matière, à partir d'ébauches élaborées dans des machines d'injection-soufflage, ou d'extrusionsoufflage. Il est connu un procédé de manutention permettant de positionner verticalement sur un convoyeur des ébauches cylindriques creuses, en matière plastique, dont la forme rappelle celle d'une éprouvette d'expérience, en vue de les présenter à une machine d'étiragesoufflage conformément à ses prcpres exigences d'entrée. Les ébauches obtenues d'une seule pièce, sur unc machine d'injection-soufflage par exemple 5 sont composées d'un corps cylindrique creux, fermé à une extrémité par une calotte sphérique, l'autre extrémité se raccordant par une partie tronconique à un manchon cylindrique, doté à l'extérieur d'une ou plusieurs collerettes circulaires coaxiales faisant saillies par rapport au diamètre extérieur du corps cylindrique de l'ébauche, cette extrémité ouverte formant ainsi le col de l'ébauche mais aussi celui de la bouteille finie ; en d'autres termes, ce col ne subira plus aucune transformation tout au long du processus de fabrication de la bouteille. Pour parvenir à ce résultat, on utilise généralement une machine d'injection-soufflage composée essentiellement de deux moules que l'on met successivement en oeuvre. Un premier moule d'injection dans lequel on injecte de la matière plastique autour d'un noyau creux pour obtenir une ébauche primaire comportant un col de configuration identique à celui de la bouteille finie. Un deuxième moule, dit de préexpansion et dans lequel on introduit l'ébauche primaire portée par le noyau creux venant du moule d'injection, afin d'expanser radialement le corps de celle-ci, à l'exception du col, par injection d'un gaz sous pression à travers le noyau creux, cette opération permettant de décoller l'ébauche du noyau creux. Dans ce moule de préexpansion l'ébauche est refroidie. L'ébauche ainsi élaborée est éjectée de la machine d'injectionsoufflage puis transférée vers une trémie de stockage, sans risque de déformation. En temps opportun, les ébauches sont extraites une par une de la trémie par un convoyeur à bande qui les transporte en vrac vers un dispositif de positionnement assurant leur orientation verticale sur un autre convoyeur à bande, col en haut, pour permettre leur admission dans la machine d'étirage-soufflage final de la bouteille. A leur arrivée au dispositif de positionnement, les ébauches amenées en vrac par le convoyeur, tombent pêle-mêle les unes après les autres, entre deux cylindres parallèles de guidage tournant en sens inverse, l'espace entre les deux cylindres ayant une largeur inférieure au diamètre extérieur de la ou des collerettes du col de l'ébauche et supérieure au diamètre du corps cylindrique de celle-ci, de telle sorte que le corps de l'ébauche puisse passer dans ledit espace, à l'exception du col. En d'autres termes, le col de l'ébauche viens en appui sur les deux cylindres par gravité et le corps de l'ébauche se trouve ainsi suspendu verticalement. Pour permettre le transfert des ébauches ainsi positionnées vers le convoyeur d'amenée, les deux cylindres parallèles du dispositif de manutention sont inclinés et assurent un glissement des ébauches vers ce convoyeur. A l'entrée de la machine de soufflage, les ébauches sont portées par chauffage à des conditions de thermo-élasticité selon un procédé connu, puis elles sont étirées axialement et soufflées dans un moule de soufflage où la bouteille est ainsi terminée. Lorsque, pour des impératifs de fabrication imposés, par exemple par une norme, on est conduit à mettre en oeuvre des ébauches dont le diamètre extérieur de la ou des collerettes circulaires du col est égal ou inférieur à celui du corps de l'ébauche, le dispositif de manutention décrit précédemment ne peut être utilisé en raison de l'absence de saillies de retenue de l'ébauche sur les cylindres. Selon l'invention, on remédie à cet inconvénient en formant sur l'ébauche, par soufflage dans le moule de préexpansion, une saillie ou bourrelet circulaire provisoire de plus grand diamètre que son corps. Ce bourrelet disparaissant lors du formage final de la bouteille par soufflage. Grâce au bourrelet circulaire provisoire de plus grand diamètre que le corps, il est alors possible de manutentionner et positionner les ébauches avec le dispositif décrit plus haut, le bourrelet venant en appui sur les cylindres parallèles du dispositif de positionnement des ébauches. On connait des brevets dans lesquels on décrit déjà des ébauches sur le corps desquelles on forme des nervures, en particulier dans le brevet US 4 024 975 où il est fait état d'une pluralité de nervures que l'on forme sur le corps de l'ébauche afin d'obtenir, au soufflage final, des nervures de renforcement ou des reliefs esthétiques sur la bouteille, ce qui est fondamentalement différent du procédé vise par la présente invention où le bourrelet circulaire est utilisé exclusivement pour la manutention de l'ébauche et disparait lors du soufflage final. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront lors de la description qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnes uniquement à titre d'exemple non limitatif, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue montrant schématiquement et en perspective une installation dans laquelle on fabrique des bouteilles en matière plastique ; - la Fig. 2 est une vue agrandie en élévation, avec arrachement, d'une ébauche obtenue selon l'invention - la Fig. 3 illustre schématiquement les séquences de fabrication d'une ébauche obtenue selon l'invention dans une machine d'injection-soufflage ; - la Fig. 4 est une vue partielle, en élévation et en coupe, d'un moule de fabrication d'une bouteille dans une machine d'étirage-soufflage . - la Fig. 5 est une vue en perspective partielle, à plus grande échelle qu'à la Fig. l, du dispositif de positionnement des ébauches ; - la Fig. 6 est une vue-en coupe transversale et â plus grande échelle du dispositif de positionnement des ébauches selon la ligne 6-6 de la Fig. 5. Dans certaines installations, la fabrication d'une bouteille en matière plastique, selon le procédé de la biorientation (etirage biaxial de la matière), implique une série d'opérations que l'on traite successivement et séparément, à chaque stade de la fabrication du corps creux, en utilisant la spécificité de diverses machines,' certaines d'entre elles assurant elles-mêmes plusieurs opérations successives d'une façon intrinsèque. Il est indispensable aussi que des moyens de liaison et de manutention soient prévus entre chacune des machines ou dispositifs composant cette installation. Dans l'exemple d'installation représenté à la Figure. 1, une machine d'injection-soufflage A élabore des ébauches en matière plastique, tandis qu'à l'autre extrémité de cette même chaine une machine dite d'etirage-soufflage B procède à l'étirage biaxial de chacune de ces ébauches afin d'en faire des bouteilles. Pour parvenir à la machine de soufflage B, les ébauches -sont acheminées depuis la machine d'injection-soufflage A, par un premier convoyeur Cl dans une trémie tampon D, les ébauches sont ensuite reprises en vrac â la base de la trémie D par un second convoyeur C2 qui les dirige vers un dispositif de positionnement E, ce dernier ayant pour mission de positionner et d'aligner sur un dernier convoyeur C3 les ébauches, afin que celles-ci soient présentées à la machine de soufflage B, conformément aux exigences d'entrée de cette dernière, c'est-à-dire en position verticale. Le procédé selon l'invention consiste à former, au voisinage du col 1, une ébauche 2 creuse (voir figure 2), au moment de l'élaboration de cette dernière dans la machine d'injection-soufflage A, un bourrelet circulaire 3 provisoire, coaxial à un axe Y-Y, de diamètre supérieur au diamètre du col l et du corps cylindrique 4 de l'ébauche, le diamètre du col 1 pouvant etre indifféremment égal ou inférieur au diamètre du corps cylindrique 4, ledit bourrelet circulaire 3 provisoire disparaissant dans la machine de soufflage B lors du soufflage définitif de la bouteille 20 (figure.4). Pour la mise en oeuvre de ce procédé, la machine d'injection soufflage A est composée essentiellement d'un premier moule d'injection 5 (figures 3.1, 3.2) et d'un deuxième moule de préexpansion 6 (figures 3.3,3.4). La figure 3.1 illustre le moule d'injection 5 de type connu, d'empreinte intérieure cylindrique 7 autour d'un axe Z-Z, divisible en deux parties selon un plan contenant cet axe (figures. 3-2). L'empreinte cylindrique 7 se termine à une extrémité par une excavation demi-spherique 8 concave débouchant vers l'extérieur par un orifice d'injection 9, l'autre extrémité étant pourvue d'une empreinte circulaire 10 coaxiale à Z-Z prévue pour la formation du col 1. Cette dernière extrémité comporte également un orifice cylindrique Il débouchant vers l'extérieur pour permettre l'introduction à l'intérieur du moule, d'un noyau cylindrique 12 pourvu en son centre, autour de Z-Z, d'un canal 13 débouchant, au voisinage de son extrémité contenue dans le moule, par des orifices de soufflage 14 repartis sur sa circonférence. L'injection terminée, on obtient ainsi une ébauche primaire 15. Le moule 5 est ensuite ouvert selon le sens des flèches indiqué à la figure 3.2 et on extrait l'ensemble ébauche primaire-noyau associés pour les transférer vers le moule de préexpansion 6 (figure 3.3), dans lequel on transforme l'ébauche primaire 15 en- ébauche 29 par une expansion radiale obtenue par soufflage de l'ébauche primaire 15 afin de désolidariser celle-ci de son noyau. Le moule 6 comporte une empreinte de dimensions un peu supérieures à celles du moule 5 et une gorge circulaire 16 coaxiale à l'axe Z-Z, au voisinage de la partie de l'empreinte 17 correspondant au col 1, de profondeur supérieure à la partie de l'empreinte 18 correspondant au corps 4 de l'ébauche 2. Lorsque l'on insuffle un gaz à travers le canal 13, en vue de désolidariser le noyau 12 de l'ébauche primaire 15, il se produit une expansion radiale de cette ébauche primaire, l'ébauche se décollant du noyau avec formation du bourrelet circulaire 3 dans la gorge 16. Lorsque la matière plastique entre en contact avec les parois froides du moule, l'ébauche 2 se rigidifie suffisamment pour que, après ouverture du moule 6 (figures 3-4) et éjection hor#s de ce dernier, elle puisse être manutentionnée sans risq#ue de déformation. L'ébauche 2 est transférée ultérieurement dans la machine d'etirage-soufflage B comportant au moins un moule 19 (figure 4) de configuration intérieure identique au profil extérieur de la bouteille finale 20 désirée. Le moule 19 est du type divisible en deux parties selon un plan contenant l'axe Y-Y de l'ébauche 2 introduite. Après qu'elle ait été réchauffée pour l'amener à des conditions optimales de thermoélasticitê, l'ébauche 2 est introduite dans le moule 19 ou elle subit un étirage axial selon l'axe Y-Y, puis on insuffle par un orifice 21, un gaz sous pression à l'intérieur de l'ébauche (visible en traits interrompus sur la figure 4) afin de provoquer une expansion radiale de cette dernière, et ce jusqu'à ce que la matière épouse l'empreinte intérieure du moule 19. Lors de cette expansion finale, le bourrelet 3 disparaît de sorte qu'il ne reste plus, sur la bouteille finie, aucune trace de sa présence sur l'ébauche 2. Grâce à son bourrelet 3, de plus grand diamètre que son corps cylindrique 4, l'ébauche 2, obtenue dans le moule de préexpansion 6, peut être manipulée par le dispositif de positionnement E de type connu. Ce dispositif de positionnement E, représenté aux figures 5 et 6 est constitué de deux cylindres 22 et 23 identiques et parallèles et écartés d'un espace e. Ces deux cylindres 22-23 d'axes de révolution respectivement x-x et x' x' sont animés d'un mouvement de rotation inverse autour de ces derniers, selon les sens respectifs indiqués par les flèches Fl et F2 (l'organe d'entrainement en rotation n'étant pas représenté). Latéralement au dispositif de manutention E, on peut remarquer sur les figures 5 et 6 l'extrémité du convoyeur C2 et de sa bande mobile 24 se déplaçant selon le sens indiqué par la flèche F3. L'extrémité du convoyeur C2 est prolongée par un déversoir 25 incliné vers l'espace e compris entre les deux cylindres 22-et 23. Avec cet agencement, lorsque l'une des ébauches 2 arrive à l'extrémité du convoyeur C2, celle-ci bascule et glisse sur le déversoir 25, au droit de l'espace e, l'ébauche se positionne d'elle-même sur et entre les deux génératrices extérieures des deux cylindres, avec son axe de révolution Y-Y contenu dans le plan vertical médian de l'espace e ;; ensuite le corps cylindrique de l'ébauche passe sous son propre poids à travers# l'espace e, tandis que le bourrelet 3 de diamètre supérieur â l'espace e est retenu, en prenant appui sur les génératrices des deux cylindres 22.23 Grâce au point de basculement constitué par les bords du bourrelet 3 en appui sur les cylindres 22-23 et du centre de gravité de l'ébauche situe vers l'extrémité de la calotte sphérique de celle-ci, le corps de l'ébauche bascule vers le bas, et ce, jusqu a ce que son axe de révolution ait atteint une position sensiblement verticale. L'ébauche est ainsi maintenue en sustentation sur ces cylindres par le biais de son bourrelet.Grâce aussi à une légère inclinaison dans un même plan des deux cylindres parallèles en direction du convoyeur C32 mais aussi au mouvement de rotation inverse des deux cylindres 22 et 23 autour de leurs axes respectifs x-x et x'-x', l'ébauche en appui par son bourrelet sur les deux cylindres peut ainsi glisser jusqu au convoyeur C3 à double bandes parallèles C 31- C 32, lequel le reprend en charge selon un mode identique à celui du dispositif de positionnement, et plus précisément en sustentation entre ses deux bandes parallèles, le bourrelet 3 de l'ébauche utilisant la face supérieure des deux bandes du convoyeur comme surface d'appui. Chaque rauche peut être ainsi acheminée, l'une derrière l'autre, jusqu' la machine d'étirage-soufflage B. La création d'un bourrelet 3 sur l'ébauche 2 permet l'utilisation d'un dispositif de positionnement E, même lorsque le respect de normes ayant trait au dimensionnement du col de#s bouteilles et de leurs obturateurs (col de bouteille de faible diamètre), le taux d'expansion permis de la matière au cours des différents stades de fabrication de la bouteille, et une économie de la matière, nécessitent que l'ébauche ait un col comportant une collerette de diamètre inférieur à celui du corps. En variante, on peut également s'arranger pour que le bourrelet de manutention 3 coïncide avec une nervure 26 de la bouteille 20 finie, de telle sorte qu'aucune trace éventuelle du bourrelet n'apparaisse sur la bouteille après transformation. L'invention s'applique également à la fabrication de bouteilles par extrusion-soufflage, le bourrelet circulaire 3 étant forme lors du moulage de l'ébauche, à partir d'une ébauche primaire extrudée. Le moulage de l'ébauche est réalisé dans un moule de preexpansion dont l'empreinte comporte une gorge destinée au formage de ce bourrelet. Le bourrelet peut également disperaitre lors du soufflage final de la bouteille. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de bouteilles en matière plastique à partir d'ébauches, comportant un corps et un col, dans lequel on forme une ébauche primaire, on souffle intérieurement cette ébauche primaire dans un moule de préexpansion pour obtenir une ébauche, on transporte cette ébauche à une machine d'étirage-soufflage ou la bouteille finale est formée, caractérisé en ce que par soufflage dans le moule de préexpansion, on forme sur l'ébauche (2) un bourrelet circulaire (3) provisoire et de plus grand diamètre que le corps (4) de l'ébauche, ce bourrelet, destiné à sa manutention vers la machine d'étiragesoufflage, disparaissant lors du formage final de la bouteille par soufflage. 2.- Procédé de fabrication de bouteilles selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on forme le bourrelet circulaire (3) sur le corps (4) au voisinage du col (1) de l'ébauche 2. 3.- Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'on forme le bourrelet circulaire (3) à l'aide d'une gorge circulaire (16), coaxiale à l'axe Z-Z de l'ébauche primaire (15) à souffler, pratiquée dans l'empreinte (17-18) du moule de préexpansion. 4.- Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, lorsque l'ébauche primaire (15) est obtenue par injection autour d'un noyau dans un moule, on forme le bourrelet cirulaire (3) par soufflage, lors du décollement de l'ébauche du noyau. 5.- Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que, lorsque l'ébauche primaire est obtenue par extrusion, on forme le bourrelet circulaire (3) lors du formage de l'ébauche (2) par soufflage. 6.- Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le transport de l'ébauche (2) à la machine d'etirage-soufflage est effectue à l'aide d'un dispositif de positionnement E comportant deux cylindres parallèles 22 et 23, rotatifs en sens inverse, écartés d'un espace e caractérisé en ce que le bourrelet circulaire 3 de l'ébauche 2 a un diamètre extérieur supérieur à l'espace e, le diamètre du corps 4 étant inférieur à cet espace e. 7.- Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la bouteille obtenue dans la machine d'étirage-soufflage comporte une nervure (26) qui coincide avec le bourrelet (3) de l'ébauche. 8.- Ebauche obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le corps (4) de l'ébauche (2) comporte un bourrelet circulaire (3) coaxial de diamètre supérieur au corps 4.