Brevet FR2616103A1 — publié le 19881209

Procédé et dispositif pour la réalisation d'une dépression dans des chambres formées entre un extracteur à plaque plane et des objets creux thermoformés. La présente invention concerne un procédé pour -établir une dépression dans des chambres formées entre un extracteur à plaque plane pour objets creux tronconiques ou en tronc de pyramide thermoformés dans une feuille de matière synthétique, et ces objets, et elle se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Les objets obtenus par thermoformage à partir d'une matière synthétique en feuille comme, par exemple, les gobelets, coupes à glaces, barquettes de plats cuisinés, ont des parois minces qui ne permettent pas de créer de dépressions notables à l'intérieur de ces objets, parce que ces dépressions les déformeraient et les rendraient inutilisables. Dans le procédé habituellement utilisé, on fait adhérer ces objets par leur bord, à un extracteur à plaque plane en utilisant des moyens mécaniques et, ensuite, on crée une légère dépression à l'intérieur de ces objets par aspiration d'air pendant un temps bref, après quoi on met l'installation d'aspiration à l'arrêt pour ne pas faire le vide à l'intérieur des objets et pour éviter ainsi l'effondrement des parois latérales de ces objets. Avec un tel procédé, on n'est pas en mesure de maintenir constante la dépression intérieure modérée qui peut être supportée par les parois des objets, parce que les surfaces de contact entre les objets et la plaque sont très limitées et permettent à l'air de s'infiltrer de l'extérieur vers l'intérieur. En effet, dans la majeure partie des cas, le bord de ces objets est incurvé et, de toute façon, de faible largeur. Il en résulte que l'étanchéité entre l'extracteur et l'objet est précaire et que les infiltrations d'air font en sorte que, fréquemment les pressions intérieures et extérieures par rapport à l'objet s'équilibrent, en détuisant les forces qui permettraient de maintenir l'objet légèrement aspiré contre la plaque. Ceci est très préjudiciable à la stabilité de la position de l'objet par rapport à l'extracteur. Cet inconvénient donne lieu à un désaxement des objets par rapport à leur position d'appui initiale pendant les déplacements de l'extracteur, lorsque les objets sont supportés par l'extracteur, tandis que, lorsqu'ils ne pas sont suspendus à l'extracteur, ils s'en détachent, et est préjudiciable à la sécurité et à la perfection de l'extraction des objets hors des machines à thermoformer. L'insertion de ces objets dans les couloirs d'empilement devient précaire. Dans une machine à thermoformer équipée d'un extracteur à plaque tel que décrit dans le brevet britannique n 2 149 717, la dépression est obtenue, conformément à la technique connue, par réglage de l'aspiration et son interruption en amont des lumières d'aspiration prévues sur l'extracteur, de sorte qu'il est indispensable de réaliser une excellente étanchéité entre l'objet et la plaque. En outre, il s'avère particulière- ment difficile d'obtenir ces faibles dépressions par application de la technique connue. Le réglage et l'interruption de l'aspiration en amont des lumières d'aspiration sur l'extracteur à plaque ne permettent pas de faire adhérer les objets du type cités précédemment sur un extracteur à plaque plane, par aspiration d'air, pour former des chambres. En effet, cette aspiration doit être d'une valeur notable pour attirer les objets vers l'extracteur pour que, lorsque ces derniers viennent heurter l'extracteur, ce choc crée une notable dépression à l'intérieur des objets, qui, ainsi qu'on l'a déjà précisé, est préjudiciable à l'intégrité des parois de ces objets. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvé- nients précités. Le problème que l'invention se pose est résolu par un procédé du type défini ci-dessus.et caractérisé par le fait que l'on établit et maintient à peu près constante, 26t6103 dans les chambres, une petite dépression prédéterminée, d'une valeur comprise entre la valeur minimale qui est nécessaire pour maintenir l'objet adhérent à l'extracteur- et la valeur critique d'effondrement de l'objet, au moyen d'un grand débit d'air qui traverse les chambres entre les entrées et les sorties de ces dernières, et qui est obtenue en aspirant l'air de l'extérieur et en évacuant simultanément hors des chambres une quantité d'air égale à la quantité introduite, grâce à une aspiration réglable. Le principal avantage résulte du fait que le procédé selon l'invention permet de faire adhérer à un extracteur, par aspiration d'air, des objets creux tronconiques ou en tronc de pyramide qui ne sont capables de supporter que de faibles dépression, en évitant que les objets ne subissent des déformations préjudiciables à leur intégrité. Un autre avantage de l'invention est procuré par le faitque l'on peut maintenir les bojets adhérents à la plaque plane d'une façon stable. Deux modes de mise en oeuvre de l'invention seront à présent décrits à titre d'exemples non limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue de côté d'un extracteur à plaque plane raccordé à une installation d'aspiration à grand débit; La figure 2 est une vue de dessous de l'extracteur de la figure 1; La figure 3 est une vue agrandie d'une partie de l'extracteur de la figure 1; et Les figures 4 et 5 sont des vues qui correspondent à celles des figures 1 et 2, et qui représentent une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur les différentes figures, les éléments identiques ou équivalents sont désignés par des références numériques identiques. Une installation 6 à grand débit est raccordée au moyen d'un conduit 7 à une cavité 8 de raccordement, intérieure à l'extracteur à plaque plane 9, lequel comprend une plaque plane 10 ainsi qu'un bras 11 et un pivot 12. Cet extracteur est capable de décrire des mouvements variés, par exemple de venir se placer entre les parties d'un moule pour prélever dans ce moule des gobelets 13 thermoformés et découpés, ainsi qu'on l'a décrit dans le brevet précité. La cavité de raccordement 8 relie l'installation 6 à grand débit, par exemple, une pompe, un ventilateur ou équivalent, aux chambres 17 qui se forment entre les objets 13 et la plaque 10, en passant par des trous 14 formés dans la partie inférieure 15 de la plaque 10, aux intersections de canaux à section rectangulaire 19, et au moyen du conduit 7. Sur ce dernier, est intercalé un inverseur 16 destiné à raccorder les chambres 17 à l'installation d'aspiration 6 ou à les en isoler, tandis qu'entre ledit inverseur et l'installation 6, est prévue une vanne 18 intercalée sur la dérivation 7' du conduit 7, qui sert à régler le débit d'aspiration d'air atmosphérique. Les chambres 17 sont -délimitées chacune par la paroi latérale d'un gobelet 13, le fond de gobelet et la portion de la face inférieure 15 de la plaque 10 qui est délimitée par la bouche du gobelet. La formation de ces chambres 17 se produit au moment o l'extracteur à plaque plane se positionne par les mou- vements décrits dans le brevet précité, entre les deux éléments d'un moule, non représenté sur les dessins, dans lequel se trouvent les objets formés et découpés. Sous l'effet de l'aspiration d'air engendrée par l'installation d'aspiration 6, les objets sont entraînés à adhérer par leur bord à la face inférieure 15 de la plaque 10. Comme représenté sur la figure 2, les canaux 19, présents sur la face inférieure 15 de la plaque 10, se coupent entre eux à angle droit au niveau des trous 14 qui mettent ces canaux en communication avec la cavité de raccordement 8, laquelle est à son tour raccordée à l'installation d'aspiration 6. Lesdits canaux 19 constituent, au droit de la partie de bord du gobelet sous-jacent, quatre prises d'air 20 d'aspiration de l'air atmosphérique, pour chaque gobelet 13. La section de chaque prise 20 peut être modifiée au moyen de plaquettes, non représentées sur les dessins, qui ont des épaisseurs différentes les unes des autres et qui peuvent être placées de façon amovible sur le fond des canaux, au droit de la partie de bord de l'objet. Lesdites prises d'air 20 permettent à l'air atmosphé- rique de pénétrer dans les chambres 17, en une quantité qui a été prédéterminée en fonction du poids et de la dimension volumétrique des chambres. La dépression que l'on veut créer à l'intérieur des chambres 17 est obtenue et maintenue presque constante, par un grand débit d'air que l'on fait passer à travers les chambres, en aspirant de l'air de l'extérieur vers l'intérieur, à travers les prises 20 et en évacuant simultanément des chambres une quantité d'air égale à la quantité introduite sous l'action d'une installation d'aspiration réglable 6, l'évacuation s'effectuant à travers les trous 14.. Cette dépression doit être comprise entre celle qui est nécessaire pour maintenir le gobelet 13 adhèrent contre l'extracteur et la dépression critique d'éffondre- ment de l'objet, de telle manière que l'on ne risque pas de produire dans les gobelets 13 des déformations ' préjudiciables à l'intégrité des parois de ces gobelets. Le réglage du dispositif est double: le premier réglage s'effectue en fixant une valeur moyenne de débit V de l'aspirateur et en agissant sur les dimensions des sections de prise 20. Après avoir fixé les dimensions de sections de prise choisies, on procède au deuxième réglage en faisant varier le débit d'aspiration V, par action sur une vanne de réglage 18 appropriée. Ces réglages seront-traités de façon plus détaillée par la suite, pour des gobelets 13 suspendus, c'est-à-dire qui se plaquent contre la surface inférieure de la plaque 10. Le premier réglage, qui fixe un débit déterminé à l'installation d'aspiration, est obtenu en choisissant les dimensions. des sections des prises d'air 20 en fonction du poids de l'objet qu'il s'agit de soutenir. En effet, si l'on a fixé le débit V de l'aspirateur et si l'on indique par F la somme des sections des prises d'air, on a, par application des formules donnant le débit d'écoulement des fluides à travers un orifice en fonction de différences modérées entre la pression intérieure et la pression extérieure, AP = X.V2/F2 o X est une constante qui dépend des caractéristiques mécaniques du dispositif et des caractéristiques physiques du fluide qui s'écoule, la dite constante pouvant facilement être déterminée par des mesures expérimentales des valeurs de AP lorsqu'on fait varier les sections F. La dépression minimale qui est nécessaire pour maintenir le gobelet 13 adhèrent à l'extracteur est donnée par la formule qui exprime l'équilibre du corps soumis à la force de son propre poids G et à la force d'aspiration A P x F: AP = G/So o SO est la section sur laquelle agit la différence de - pression P. Après avoir déterminé expérimentalement la constante X, par comparaison des deux formules indiquées plus haut, en égalisant les deuxièmes membres respectifs, on obitent la relation suivante: G/So = X.V2/F2 sur la base de laquelle on peut obtenir la fonction qui règle la loi liant la somme des sections F au poids G des gobelets 13, pour un débit d'air V prédéterminé. Le deuxième réglage peut s'effectuer en agissant sur la vanne 18, qui permet de faire varier le débit d'air aspiré V lorsqu'on a déjà choisi les sections de prises F. de sorte que F est constante. En appliquant les formules précitées, on tire la relation qui fixe la loi de dépendance du.poids G de l'objet suspendu en fonction du débit variable V: G = So.X.V2/F2 Pour la valeur du débit Vmax, on trouve la valeur maximale correspondante du poids de l'objet à suspendre tandis que, pour la valeur du débit Vmin, on trouve la valeur minimale correspondante du point de l'objet à suspendre. Par conséquent,-si l'on maintient Soinchangé, il est possible de suspendre, avec la même plaque, différents objets dont le poids est compris dans l'intervalle déterminé précédemment. En outre, il est évident que la dépression critique d'effondrement de l'objet, c'est-à-dire la pression maximale qui peut être supportée par les gobelets 13, dépend des caractéristiques physiques de l'objet, c'est-à- dire qu'elle dépend de sa forme, de ses dimensions qui déterminent le volume des chambres 17, et de son épaisseur, ainsi que des caractéristiques de résistance de la matière synthétique utilisée, et cette dépression critique peut donc être facilement déterminée par voie expérimentale. Dans la variante de réalisation du procédé selon l'invention et représentée sur les figures 4 et 5, la plaque présente une cavité de raccordement 8, raccordée par des trous 14 à la face inférieure 15 de la plaque, et raccordée à l'installation d'aspiration 6 à grand débit par un conduit 7. La caractéristique principale de cette variante consiste en ce qu'on forme à l'intérieur de la plaque 10 un conduit 24 dont les extrémités 26, 27 sont respectivement extérieure et intérieure à la chambre. L'extrémité 26 est donc une prise d'air qui permet de régler au moyen d'une vanne 25 le débit d'air entrant dans chacune des chambres précitées. De cette façon, il est possible d'utiliser une même plaque pour extraire des objets possédant des formes et volumes différents. La dite vanne 25, représentée schématiquement sur la figure 4 par un robinet, peut être réalisée de différentes façons. Elle peut être du type à obturateur coulissant, qui coulisse parallèlement à la surface 15 de la plaque 10 ou, quelle que soit la façon dont elle est réalisée, il est à recommander que cette vanne soit contenue entre la surface 15 et la surface 21 qui est opposée à la première, sans faire saillie sur l'épaisseur de la plaque, afin de ne pas gêner les différents mouvements de l'extracteur, qui sont décrits dans le brevet précité. Rien n'empêche de placer l'orifice 26 sur une quelconque des autres surfaces 22, 23, 23' de la plaque, ceci n'étant aucunement préjudiciable au procédé selon l'invention, puisqu'il est suffisant que ce débouché soit extérieur à la surface de portée de la bouche du gobelet et, par conséquent, en prise directe pour l'aspiration de l'air atmosphérique. De toute façon, il sera évident pour l'homme de l'art que l'adoption d'un type quelconque de vanne utilisée à la place de la vanne 25 indiquée sur le dessin, et qui peut être contenu dans l'épaisseur de la plaque 10, n'altère pas les caractéristiques de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour former une dépression dans des chambres formées entre un extracteur à plaque plane pour objets creux tronconiques ou en tronc de pyramide thermo- formés dans une feuille de matière synthétique et ces ob- jets, caractérisé en ce que l'on établit et maintient presque constante dans les chambres une petite dépression prédéterminée, d'une valeur comprise entre la valeur mini- male qui est nécessaire pour maintenir l'objet adhérent à l'extracteur et la valeur critique d'effondrement de l'ob- jet, au moyen d'un grand débit d'air qui traverse les chambres entre les entrées et les sorties de ces der- nières, et qui est obtenue en aspirant de l'air de l'exté- rieur et en évacuant simultanément des chambres une quan- tité d'air égale à la quantité introduite, grâce à une aspiration réglable. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, utilisé avec un extracteur à plaque plane pour objets creux tronconiques ou en tronc de pyramide, qui, par appui de leur bouche contre une-surfa- ce plane de l'extracteur, forment des chambres, dispositif dans lequel une installation d'aspiration est raccordée aux dites chambres par un conduit et une cavité de raccor- dement, et dans lequel il est prévu une vanne d'interrup- tion et un robinet de réglage pour une prise d'air inter- calée entre l'installation et la dite vanne, caractérisé en ce que chaque chambre (17,17') est munie d'au moins une prise (20,26) d'admission de l'air atmosphérique dans les chambres, la section des prises (20,26) étant variable. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les prises d'air atmosphérique (20,26) sont placées sur la face même (15,21) de l'extracteur (9) à laquelle les objets creux (13,13') adhérent. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les prises d'air atmosphérique (20,26) sont placées sur des faces (22, 23, 23') de l'extracteur (9) distinctes de la face (15, 21) à laquelle les objets creux (13, 13') adhérent. 5.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque chambre (17, 17') est reliée, par au moins un canal à ciel ouvert (19) formé sur la face (15 ou 21) de l'extracteur (9) à laquelle les objets à extraire adhèrent, et au moins une prise d'air atmosphérique (20) délimitée par les parois du canal et par la' partie de bord de l'objet (13, 13') qui couvre le canal. 6.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de prise d'air atmosphérique (20) peut être modifiée au moyen de plaquettes ayant des épais- seurs différentes les unes des autres, et qui peuvent être placées de façon amovible sur le fond du canal (19) au droit de la partie de bord de l'objet (13, 13') qui couvre ledit canal. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque chambre (17, 17') est reliée, par au moins un conduit (24) ménagé dans l'extracteur (9), à au moins une prise d'air atmosphérique (26) constituée par le débouché du conduit (24) sur une des faces (15, 21, 22, 23, 23') de l'extracteur. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la section de prise d'air atmosphérique (26) peut être modifiée par au moins un robinet (25) ou une vanne, intercalé entre la face (15, 21) de l'extracteur (9) à laquelle les objets adherent et la face opposée.