Brevet FR2591142A1 — publié le 19870612

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour fabriquer un corps creux comportant une base en forme d'anneau par moulage avec soufflage d'une ébauche en matière synthétique thermoplastique, compor- tant un fond fermé, procédé selon lequel le corps creux est d'abord moulé par soufflage avec un fond sensiblement bombé vers l'extérieur, après quoi le fond est déplacé vers l'intérieur par repoussage d'une région de fond pour constituer la base annulaire au moyen d'un moule de fond axialement. mobile. Dans la fabrication d'une bouteille résistante à une pression intérieure, par moulage avec soufflage, le façonnage du fond constitue un problème particulier, à moins de fabriquer le corps creux avec un fond sphéri- que et de placer celui-ci dans une cuvette de fond pour permettre à la bouteille de tenir debout. Il est connu, pour façonner le fond d'un réci- pient sous la forme d'une base annulaire (DE-B-14 79 563), d'extruder une ébauche de forme tubulaire dans un moule de soufflage comprenant une partie de fond axialement déplaçable en deux parties, et comprimer l'extrémité de l'ébauche au moyen des moitiés de la partie de fond du moule. Dans ce cas l'épaisseur de paroi, dans la région du fond, ne peut être optimisée. Dans l'opération de soufflage consécutive, on façonne, dans la région de la surface de pose du pied annulaire à former, un bourrelet annulaire dirigé radialement vers l'extérieur. Ensuite la partie de fond du moule est déplacée axialement vers l'intérieur, ce qui fait que le fond du récipient est enfoncé. Le bourrelet annulaire est ainsi transformé en surface d'appui de la base annulaire. Comme le diamè- tre de la paroi latérale du récipient doit être plus grand que le diamètre du fond renfoncé du récipient, on obtient, lors de la pénétration de la partie de fond du moule, une région annulaire dans laquelle l'ébauche se trouvant sous pression n'est pas soutenue. De ce fait la base peut prendre une forme irrégulière ou se fendre. Il est également connu (DE-A-22 22 535) de souffler une ébauche, avec un fond fermé, dans un moule de soufflage comportant un poinçon de fond. La partie de fond de l'ébauche rencontre, lors du gonflage libre, le poinçon de fond constitué avec une forme convexe, elle est repoussée vers l'intérieur et façonnée lors du mouve- ment consécutif du poinçon de fond. Dans ce cas il s'agit d'une opération de soufflage très délicate à conduire. Selon un autre procédé connu (DE-A-24 44 700), une ébauche avec un fond convexe est d'abord soufflée dans un moule de présoufflage, de façon à former un bour- relet annulaire dans une région correspondant à la sur- face d'appui de la base, à la suite de quoi on effectue le gonflage pour obtenir un récipient dans un deuxième moule de soufflage dans lequel, la partie de fond et la base sont fabriqués en recourant à une partie déplaçable axialement de fond du moule. Dans ce cas il est donc nécessaire d'avoir un poste de présoufflage. Le problème que l'invention se propose de résoudre consiste à fournir un procédé grâce auquel, avec un récipient à mouler par soufflage, il peut être formé de façon simple une partie de fond, optimale en ce qui concerne la solidité et l'épaisseur des parois, en évitant les inconvénients exposés ci-dessus. En outre, l'invention vise à fournir un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Le problème est résolu, conformément à l'in- vention, grâce au fait qu'une partie de moule servant à appliquer la région de fond à repousser pendant l'opé- ration de soufflage est enlevée du trajet du moule de fond pendant l'opération de repoussage, et la région repoussée est appliquée au moule de fond constituant, avec le moule de soufflage, une cavité de moule fermée. D'autres aspects de l'invention seront décrits par la suite ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Conformément à l'invention, on part du fait que d'abord dans le moule de soufflage on souffle un fond de forme sphérique, de sorte que la répartition des épaisseurs de paroi est optimisée de cette façon et qu'on obtient la résistance la plus grande possible. Il est connu que dans le soufflage de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET), on réussit de cette façon à fabri- quer un fond qui présente une épaisseur de paroi uni- forme et possède par conséquent un poids minimal. La région de fond sphérique est alors partagée en trois régions concentriques: 1. Une région extérieure, qui doit être consi- dérée comme le prolongement de la forme générale cylin- drique du corps creux, qui s'étend jusqu'à la base annu- laire. 2. Une région moyenne à repousser ultérieure- ment; et 3. Une région intérieure de forme sphérique dont on ne modifie ultérieurement que la position par déplace- ment le long de l'axe longitudinal de la bouteille. Ainsi on peut façonner la base annulaire dans un moule de soufflage unique en procédant successivement au soufflage de la partie de fond et à l'enfoncement de la partie de fond. De cette manière le processus de la fabrication est simplifié et la qualité du produit est améliorée. Un avantage particulier réside également dans le fait qu'après la fin de l'opération de repoussage il y a à nouveau un moule fermé et alors, par l'élévation de la pression interne dans le corps creux, le matériau de la région à repousser peut être appliqué contre le moule fermé. De ce fait, la base annulaire est façonnée de façon efficace, sans qu'il y ait de régions non soute- nues dans lesquelles le matériau pourrait se fissurer. On exposera ci-après l'invention plus en détail en se référant aux dessins. Parmi ceux-ci: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un moule de soufflage comprenant un moule de fond, déplaça- ble axialement, et des parties de moule multiples; - 15. les figures 2 à 6 représentent l'illustration schématique de l'exécution des mouvements pour le moulage d'un pied annulaire sur une bouteille. La figure 1 montre deux moitiés (10, 11) d'un moule de soufflage qui peut être ouvert et fermé de façon connue au moyen d'un mécanisme non représenté; ces deux moitiés peuvent, pour cela, s'écarter et se rappro- cher l'une de l'autre. La paroi intérieure 12 des moitiés du moule de soufflage délimite le contour de la cavité du moule pour la région de l'embouchure, la région adjacente du col, puis la région des parois, cylindriques qui s'y raccordent, et qui, dans l'exemple de réalisation décrit, sont celles d'une bouteille à mouler par soufflage. Un mandrin de soufflage, non représenté, est introduit à partir du bas, par la région de l'embouchure de la bou- teille, dans la cavité du moule. Le contour 12 de la cavité du moule, dans la région du fond est constitué par un moule de fond 14 et par plusieurs parties de moule, 15 et 16, en forme de segments. Les contours 17 et 18 des parois intérieures, c'est-àdire tournées vers la cavité du moule, du nmoule de fond 14 et des parties de moule 15 et 16, sont bombés de façon convexe et, dans l'exemple de réalisation représenté, leur section transversale est semi- circulaire, de sorte que le récipient à souffler comporte une partie de fond sphérique quand le moule de fond 14 et les parties de moule 15 et 16 sont dans la situation représentée sur la moitié de droite de la figure 1. A partir de cette position, le moule de fond 14 peut être amené dans la position représentée sur la moitié de gauche de la figure 1, dans laquelle il repose sur les moitiés 10, 11 du moule de soufflage et forme à nouveau une cavité de moule fermée. Le moule de fond 14 peut être - déplacé par l'intermédiaire de la tige de piston 21 d'un vérin 20. Chaque partie de moule 15 ou 16 est montée à pivot en 23 sur une plaque de boîtier 22 portant le vérin 20. Un ergot 24, fixé sur le moule de fond 14, pénètre dans une glissière oblique 25 de chaque partie de moule 15 ou 16. Par suite, lors du déplacement du moule de fond 14, chaque partie de moule 15, 16 est entraînée et peut ainsi pivoter entre deux positions: Dans la position représentée à droite, chaque partie de moule est rentrée, tandis que dans la position représentée à gauche les parties de moule ont pivoté vers l'extérieur. Sur la figure 2 et sur les figures suivantes on a représenté seulement, avec agrandissement des coupes partielles à travers le moule de fond 14, et les parties de moule 15, 16 ainsi que les moitiés de moule de souf- flage 10, 11. Sur la figure 2, on voit en particulier que la région 12 de la cavité du moule s'étend jusqu'à l'extré- mité supérieure des moitiés de moule de soufflage 10, 11. Cette région doit être considérée comme une prolongation du moule de bouteille cylindrique et elle s'étend sensi- blement jusqu'à l'emplacement ultérieur de la base. La région moyenne 18, formée par les parties de moule 15, 16, sera ultérieurement repoussée. La région intérieure 17, constituée sur le moule de fond 14 est poussée vers l'intérieur lors du repoussage de la région 18, sans modification de sa forme. Le moule de fond 14 comporte, en dehors de la partie intérieure 17, une région extérieure 28, laquelle comprend en particulier une partie cylindrique 29 et un contour adjacent 30 qui s'y raccorde, qui correspond au pied annulaire. Le diamètre de la partie cylindrique 29 est choisi de façon que le moule de fond 14 puisse passer par l'ouverture supérieure 31 que forment les parties de moule 15, 16, quand elles sont en position fermée. Cet état est représentée sur la figure 3. La déformation commence donc dans la partie de fond sphéri- que 32 de la bouteille moulée par soufflage,par une zone exactement définie par la partie cylindrique 29 et l'ou- verture 31. En conséquence, les parties de moule 15, 16 doivent alors pivoter vers l'extérieur afin de faire de la place pour le moule de fond 14 qui continue à entrer. Ceci est représenté sur la figure 4, dans laquelle les parties de moule 15 et 16 se sont écartées. Le fond de bouteille 32 reste fixé sur le moule de fond 14; sa position par rapport au moule de fond et aux moitiés 10 et 11 du moule de soufflage ne peut changer. Sur la figure 5, on voit une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. Au total il y a quatre parties de moule 15 et 16 ainsi que 15' et 16', qui sont mécani- quement couplées avec le moule de fond 14 de la façon représentée sur la figure 1. Sur les figures 4 et 5 on a désigné par 34 le bord du moule de fond 14. Dans la position extrême, le moule de fond 14 repose sur les moitiés 10 et 11 du moule de soufflage. Sur la figure 6, la course du moule de fond 14 est terminée, et son bord 34 repose sur les moitiés 10 et 11 de moule de soufflage. De cette façon il est formé une cavité de moule fermée. Pour terminer, une pression de soufflage accrue peut alors être appliquée à l'inté- rieur du récipient. Essentiellement, elle ne fait qu'assu- rer la position de la région de fond repoussée, en l'appli- quant fermement contre la région extérieure 29, 30 du moule de fond 14. Les moitiés 10, 11 du moule de soufflage sont refroidies d'une manière connue. Les parties de moule 15 et 16 sont constituées en un matériau pouvant être chauffé ou mauvais conducteur de la chaleur. Il est prévu, entre les parties de moule et les moitiés de moule de soufflage, une couche isolante 36. Dans - l'exemple de réalisation, la couche isolante 36 est fixée aux moitiés de moule. Le moule de fond 14, de son côté, est refroidi. L'opération de soufflage se déroule comme suit: d'abord la région de fond sphérique 32, voir figure 2 est soufflée. Pour cela, le déroulement dans le temps de l'opération de soufflage n'est pas critique, car en tout cas on souffle suffisamment longtemps pour que le façon- nage soit sûrement terminé. Le refroidissement s'est alors instauré dans les régions 12 et 17 du moule refroidi, mais la matière synthétique reste chaude au contact de la région 18 des parties de moule 15 et 16. Ces parties 15 et 16 peuvent aussi être chauffées après coup pour conser- ver la plasticité. Lors de l'opération de déformation représentée sur la figure 3 et en particulier sur la figure 4, le repoussage s'effectue aussi vite que possible pour empê- cher que les parties de paroi non soutenues ne soient déformées de manière peu souhaitable sous l'effet de la pression s'exerçant à l'intérieur du récipient. Ainsi qu'il résulte en particulier de la figure 5, le degré de précision qu'on peut obtenir entre le moule de fond et les moitiés de moule dépend du nombre des segments des parties de moule. Sur la figure 5, on a représenté quatre segments, mais leur nombre peut être porté à six. Afin d'éviter un trop grand nombre de segments, le repoussage doit pouvoir être exécuté aussi rapidement que possible. Il est également possible de diminuer la pression interne pendant l'opération et/ou d'interrompre brièvement l'arrivée de l'air de soufflage sous pression. Une fois la position extrême selon la figure 6 atteinte, la pression de soufflage peut être augmentée afin d'appliquer alors définitivement le pied, dans la région duquel la matière est encore chaude, contre le moule de fond froid 14. Si les fibres longitudinales de la matière synthétique dans la région repoussée doivent subir, pendant l'opération de repoussage, une élongation mini- male déterminée, la géométrie des moules peut être cons- tituée de la façon indiquée sur les figures 2 et 6. La longueur entre les points A, bord supérieur d'une moitié de moule 10, 11, et B bord inférieur du fond de moule 14, comptée essentiellement le long de la paroi d'une partie de moule 15, 16, selon la figure 2, est inférieure à la longueur entre les points A et C, comptée essentiellement le long des parties 29 et 30 du fond de moule 14, selon la figure 6. De cette façon, on obtient une élongation de la matière dans la direc- tion longitudinale lors du retroussement. Par ailleurs, pour fabriquer des récipients relativement grands, les parties de moule 15, 16 peuvent être partagées en plusieurs couches successive- ment rétractables ou orientables. On obtient donc une subdivision des parties de moule en forme de segments dans la direction de l'axe du fond. Si l'on veut accroître la résistance à la pression de la base annulaire dans la région des deux rayons qui se raccordent à la région repoussée, on peut interrompre le contour annulaire du moule de fond 14 par des renfoncements non représentés et ainsi le renforcer. De cette façon on forme, dans la région de la base annulaire des élargissements en forme de pieds distincts. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'un corps creux pourvu d'une base en forme d'anneau par moulage avec soufflage d'une ébauche en matière synthétique thermoplastique comportant un fond fermé, procédé selon lequel le corps creux d'abord moulé par soufflage avec un fond sensiblement bombé vers l'extérieur, après quoi le fond est déplacé vers l'intérieur par repoussage d'une région de fond pour constituer la base annulaire au moyen d'un moule de fond axialement mobile, caracté- risé en ce que pendant l'opération de repoussage, une partie de moule qui a servi à appliquer la région de fond à repousser pendant l'opération de soufflage est enlevée du trajet du moule de fond et la région repous- sée est appliquée au moule de fond constituant avec le moule de soufflage, une cavité de moule fermé. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps creux est soutenu par de l'air comprimé dans l'intérieur du récipient pendant l'opéra- tion de repoussage. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la région repoussée est appliquée contre le moule de fond sous une pression intérieure accrue. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la région à repousser est maintenue molle au moyen de ladite partie de moule. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des moulures sont formées dans la région de la base annulaire. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon l'une des revendications 1 à 5, et comportant un moule de soufflage (10, 11) comportant un moule de fond (14) axialement déplaçable, caractérisé en ce qu'il est prévu une partie de moule (15, 16) en plusieurs parties, 1 1 il 59i située axialement entre le moule de soufflage (10, 11) et le moule de fond (14), cette partie de moule étant rétractable à partir d'une position extrême o elle forme une partie de la cavité du moule de soufflage. 7. Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que ladite partie de moule est constituée par plusieurs segments. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'entraînement desdites parties de moule (15, 16) est synchronisé avec l'entraînement du moule de fond (14). 9. Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que l'entraînement desdites parties de moule (15, 16) est mécaniquement couplé avec l'entraîne- ment du moule de fond (14). 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que lesdites parties de moule (15, 16) sont disposées avec possibilité de pivotement et que le mouvement de pivotement s'effectue au moyen d'un entral- nement par ergot disposé entre le moule de fond et les parties de moule. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le moule de fond -(14) comporte une partie cylindrique (29) coopérant avec l'extrémité (31), tournée vers lui, des parties de moule (15, 16). 12. Dispositif selon la revendication 11, carac- térisé en ce que le moule de fond comporte, se raccor- dant à la partie cylindrique (29), un contour (30) pour la mise en forme de la région de fond repoussée, y compris le contour pour la base annulaire. 13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le moule de fond peut être posé par une partie (34) sur les moitiés de moule de soufflage (10, 11). 2 5911 42 14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu'une isolation (36) est prévue entre lesdites parties de moule (15, 16) et les moitiés de moule de soufflage (10, 11). 15. Dispositif selon la revendication 14, carac- térisé en ce que la couche d'isolation (36) est fixée sur lesdites parties de moule (15, 16). 16. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 15, caractérisé en ce que lesdites parties de moule (15, 16) peuvent être chauffées. 17. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 16, caractérisé en ce que lesdites parties de moule (15, 16) sont fabriquées en matériau mauvais conducteur de la chaleur. 18. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 17, caractérisé en ce que le moule de fond (14) et lesdites parties de moule (15, 16) limitent une cavité de moule bombé sensiblement de forme sphérique. 19. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que lesdites parties de moule (15, 16) sont partagées en plusieurs couches disposées axialement les unes au-dessus des autres.