Brevet FR2632239A1 — publié le 19891208

La présente invention est relative à un procédé de fabrication de bouteilles en matière plastique ayant une section transversale plane ou polygonale nettement différente de la circonférence, qui est un procédé d'ex- trusion avec soufflage dans lequel un tuyau souple réalisé par extrusion de matière première est d'abord soumis à un soufflage dans un premier moule pour obtenir une ébauche qui est un corps de révolution et a sur toute sa hauteur la même épaisseur de paroi, et dans lequel l'ébauche est ensuite soumise, dans un dispositif de remodelage et de finissage, à un soufflage donnant à la bouteille sa forme définitive, puis à un refroidissement à une température suffisamment basse pour que la bou- teille puisse être extraite du moule de soufflage. Un procédé de ce type est décrit par DE 37 02 844 A1. Dans le procédé en question, un segment de tuyau souple réalisé par extrusion en continu d'une mati&re plastique dans une extrudeuse de type courant est soumis, dans un premier poste de soufflage qui comprend, comme unité de calibrage, une buse de soufflage, à un soufflage donnant une ébauche qui est ensuite soumise, dans un deuxième poste de soufflage à un corps creux fini. Pour que l'ébauche puisse s'insérer d'une manière simple dans le deuxième poste de soufflage, le col de la bouteille reçoit déjà, dans le premier poste de soufflage, sa forme définitive, de manière que, pour son transport ou son introduction dans le deuxième poste de soufflage l'ébau- che puisse être saisie par le goulot de bouteille. L'inconvénient de ce procédé connu et de la machine de soufflage qu'il ne nécessite pour sa réalisa- tion réside au moins dans ce qui suit: Comme le soufflage final et le refroidissement qui s'effectuent dans le deuxième poste de soufflage demandent beaucoup plus de temps que le soufflage de l'ébauche dans le poste de soufflage, il faut que l'ébauche soit maintenue pendant assez longtemps à une température appropriée -élevée- en vue des opérations suivantes dans le deuxième poste de soufflage, ce qui, pour le moins, implique une dépense d'énergie importante et, en même temps, l'utili- sation de dispositifs techniques compliqués pour le réglage de la température. En ce qui concerne la réalisation de la machine de soufflage nécessaire à l'application du procédé connu, l'inconvénient consiste en ce qu'elle doit comporter deux dispositifs de calibrage et qu'aussi bien les moitiés du moule de soufflage dans lesquelles l'ébauche est soumise au soufflage de même que les moitiés du moule de finis- sage doivent se compléter d'une manière très précise au moins dans la zone du goulot de la bouteille ce qui, aussi bien en ce qui concerne la chaleur de soufflage qu'en ce qui concerne le formage implique des complica- tions techniques supplémentaires importantes. Le but de l'invention est donc le perfectionne- ment d'un procédé du type initialement défini qui demande moins d'énergie et des dispositifs de réglage moins compliqués pour l'application du procédé et d'un disposi- tif pour l'application du procédé amélioré qui soit plus simple à réaliser en ce qui concerne la structure de la machine de soufflage et la forme des moules de soufflage et, de ce fait revienne moins cher. Ce but est atteint, suivant l'invention, en ce que l'extrusion du tuyau souple constitué par la matière première et le soufflage de l'ébauche qui lui fait suite immédiatement, d'une part, et le soufflage et le refroi- dissement de la bouteille dans le moule de soufflage final avant qu'il ne soit ouvert, d'autre part, sont coordonnés chronologiquement de telle manière que la fin du soufflage de l'ébauche et la fin du soufflage de la bouteille, y compris son refroidissement, coïncident dans le temps et en ce que, pendant le reste de la durée de soufflage de la bouteille, l'extrudeuse est arrêtée ou que la matière qui doit être extrudée est envoyée dans un récipient de réserve o elle est maintenue prête pour la prochaine extrusion. La solution préconise que la coordination chronologique soit réalisée de telle manière que les opérations Correspondantes & ces deux phases différentes de fabrication se terminent "simultanément", c'est à dire que l'extrusion de tuyau souple en matière première et son soufflage pour sa transformation en ébauche ne commencent et ne s'effectuent pratiquement que pendant la dernière phase du refroidissement du corps creux obtenu par soufflage final, ce qui dispense de maintenir pendant longtemps à une température déterminée l'ébauche qui doit ensuite passer dans le poste de soufflage final. Si le temps nécessaire au total pour l'extrusion et le soufflage de l'ébauche est inférieur au temps nécessaire au soufflage final et au refroidissement de la bouteille au poste de soufflage final, l'extrudeuse est arrêtée pendant le temps correspondant à la différence des durées en question. Du fait que le temps affecté à l'extrusion du tuyau souple en matière première et au soufflage de l'ébauche est choisi égal au temps nécessaire au souf- flage et au refroidissement de la bouteille dans le poste de soufflage de finissage, le mode d'application du procédé suivant l'invention peut être commandé d'une manière simple suivant les besoins essentiellement compte tenu de la vitesse d'extrusion. La mise au point d'une machine d'extrusion par soufflage permettant l'application du procédé suivant l'invention est réalisée par le fait que la machine de soufflage est équipée d'une extrudeuse dans laquelle le dispositif de déplacement du tuyau souple peut être arrêté ou d'une extrudeuse qui comporte une réserve qui est alimentée en matière première d'une manière continue, mais qui commence par la mettre en réserve et ensuite, pour la fabrication de la bouteille, pousse pendant peu de temps dans l'extrudeuse la quantité de matière néces- saire à la fabrication de la bouteille. La tête de l'extrudeuse comporte un dispositif de soufflage et un système de fermeture englobant deux moitiés de moule peut être amené sous la tête de l'extrudeuse, de sorte que l'ébauche peut être réalisée par soufflage au moyen de ce système de fermeture et du dispositif de soufflage incorporé à la tête d'extrusion. Le soufflage de finis- sage d'une bouteille dont l'ébauche a été réalisée de cette manière, s'effectue comme dans une machine à souf- flage du type classique, dans un poste de soufflage situé à la suite de la tête d'extrusion et comportant un dispositif de calibrage. Alors que le rythme de fonction- nement du système de fermeture qui contient le premier moule et du système de fermeture qui contient le moule de finissage est le même, les moitiés de moule du système de fermeture du premier moule peuvent être ouvertes et fermées indépendamment des moitiés de moule du poste de soufflage de finissage. Les avantages que présente la machine de souf- flage suivant l'invention sont les suivants. Il suffit d'une seule tubulure de soufflage comportant un dispositif de calibrage, ce qui représente en soi déjà une forte diminution des frais de réalisation de la machine, car les dispositifs de calibrage content très cher. Du fait que le poste d'extrusion fonctionne en même temps comme poste de premier soufflage, les disposi- tifs de moulage et de fermeture nécessaires au soufflage de l'ébauche peuvent être réalisés de manière à consti- tuer en même temps des dispositifs supplémentaires correspondant à une machine de soufflage classique. L'avantage important qui en résulte consiste en ce que les machines de soufflage classiques en question peuvent, avec peu de frais supplémentaires, être remaniées pour permettre l'application du procédé suivant l'invention. Le dispositif d'appui suivant l'invention facilite beaucoup l'introduction de l'ébauche dans le moule de soufflage final après que les moitiés de moule utilisées pour sa fabrication ont été ouvertes. Le mode de réalisation des moitiés du moule suivant l'invention du système de fermeture intervenant dans la fabrication de l'ébauche et du dispositif de réglage de la fente de la tête d'extrusion permet de les utiliser d'une manière simple pour réaliser un raccord suffisamment étanche à la pression entre le moule de soufflage et la buse de soufflage de la tête d'extrusion. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La figure 1 est une coupe longitudinale, suivant son axe central, de la tête d'extrusion d'une machine d'extrusion avec soufflage suivant l'invention qui est utilisée simultanément comme tête de soufflage d'un poste de soufflage d'ébauche, les moitiés de moule de soufflage du dispositif en question étant en position d'ouverture. La figure 2 représente, dans les mêmes condi- tions que la figure 1, le poste de soufflage de l'ébauche lorsque les moitiés de moule sont en position de ferme- ture. La figure 3 représente, dans les mêmes condi- tions que la figure 1 et d'une manière plus simple, le poste de soufflage de la bouteille terminée de la machine d'extrusion avec soufflage lorsque les moitiés de moule de soufflage sont en position de fermeture. Les figures 1 à 3 représentent, dans les diffé- rents cas envisagés, une machine d'extrusion avec souf- flage suivant l'invention qui est désignée dans son ensemble par la référence 10 et qui comprend une tête d'extrusion 11, un poste de soufflage 12, deux moitiés de moule de soufflage 13 et 14, un poste de soufflage de l'ébauche désigné par la référence 16 et les deux moitiés de moule de soufflage 17 et 18 du poste de soufflage 12. Aux moitiés de moule de soufflage 13 et 14 du poste de soufflage 16 et aux moitiés de moule de soufflage 17 et 18 du poste de soufflage 12 correspondent respectivement des systèmes de fermeture, non représen- tés, qui peuvent être mis en action indépendamment l'un de l'autre pour assurer l'ouverture et la fermeture des moitiés de moule de soufflage 13 et 14 ou 17 et 18. En ce qui concerne la tête d'extrusion 11, il y a lieu de noter, sans aucune restriction de la généra- lité, mais uniquement pour faciliter la description, qu'elle peut être "mise au repos", c'est à dire que le déplacement du tuyau souple 19 en matière première plastique, a partir duquel une ébauche 21 peut être fabriquée par soufflage dans le poste de soufflage 16, peut être "interrompu". Au lieu extrudeuse de ce type, du type, dite extrudeuse à arrêt, on peut utiliser également une extrudeuse comprenant une tête comportant une réserve, c'est-à-dire un réservoir contenant en permanence une matière plastique chaude plastifiée qui, lorsque c'est nécessaire, est expulsée rapidement par un poussoir hors de la buse d'extrusion 22. La machine d'extrusion avec soufflage 10 suivant l'invention est spécialement conçue pour la fabrication de bouteilles en matière plastique 23 ou, d'une manière plus générale, de corps creux en matière plastique qui ont une section transversale nettement différente d'une circonférence centrée sur l'axe 24, par exemple une section plane rectangulaire. La fabrication de ces "bouteilles plates" s'effectue essentiellement en deux temps. Dans un premier temps, l'ébauche 21, qui a la section d'un solide de révolution, est soufflée de telle manière qu'à une hauteur donnée de cette ébauche le pourtour du contour de sa section transversale soit égal ou au moins approximativement égal à la longueur du contour de la section transversale de la bouteille terminée 23 à la même hauteur. Dans ces conditions, le soufflage de finissage de la bouteille 23 dans le poste de soufflage 12 ne provoque plus que des transformations du corps de la bouteille, mais plus d'étirage important de la matière plastique, c'est-à-dire que l'épaisseur de paroi de la bouteille 23 reste pratiquement constante. Des tolérances de +10 à +20 % pour l'épaisseur de la paroi peuvent être admises sans que l'aspect extérieur de la bouteille terminée en soit altéré ou qu'il en résulte une perte de stabilité notable ou une réduction de l'étanchéité de la bouteille. La tubulure d'amenée d'air comprimé du poste de soufflage 16 fait partie intégrante de la tête d'extru- sion 11 et est représentée à la figure 1 par le conduit central 26 d'amenée de l'air comprimé qui traverse axialement le mandrin 27 de la buse d'extrusion 22. Le mandrin 27 de la buse d'extrusion 22 va en s'amincissant en cône vers son extrémité libre, c'est-à- dire vers le bas. Le corps de buse qui entoure extérieu- rement le mandrin 27 se rétrécit, suivant un cône corres- pondant, dans sa partie d'extrémité inférieure et est monté de manière à pouvoir se déplacer dans le sens axial, par rapport au mandrin 27, vers le haut et vers le bas de la tête d'extrusion 11 de sorte que la largeur efficace de l'intervalle de sortie annulaire 29 peut être modifiée constamment, ce qui permet de fixer à l'avance l'épaisseur de paroi du tuyau souple extrudé 19 en matière première et de la modifier, en cas de besoin, sur toute la hauteur de l'ébauche 21 qui est fabriquée d'abord. Les deux moitiés de moule 13 et 14 du poste de soufflage 16 ont une forme telle que leurs surfaces limites supérieures 31 et 32 sont, lorsque ces moitiés de moule 13 et 14 sont dans la position de fermeture repré- sentée par la figure 2, exactement dans le même plan et parallèles à la surface frontale d'extrémité inférieure libre et circulaire 33 du corps de buse 28. La fabrication d'une bouteille plate 23 au moyen de la machine d'extrusion avec soufflage 10 dont les éléments essentiels viennent d'être décrits s'effectue de la manière suivante: L'extrudeuse 11 fonctionne en phase de transport jusqu'à ce que le tuyau souple 19 en matière première ait traversé complètement dans le sens axial les moitiés de moule de soufflage 13 et 14, ouvertes dans les conditions indiquées par la figure 1 et qu'une courte partie termi- nale 19' de ce tuyau souple 19 en matière première dépasse vers le bas les parties inférieures du fond des moitiés de moules 13 et 14 en forme de mâchoires d'écra- sement 34 et 36. Les moitiés de moule de soufflage 13 et 14 sont ensuite fermées, c'est-adire amenées dans la position de fonctionnement représentée par la figure 2. Ensuite, le corps de buse 22 est abaissé jusqu'à ce que la surface frontale d'extrémité circulaire 33 s'applique d'une manière étanche sur les surfaces limites supérieures 31 et 32 des deux moitiés de moule 13 et 14 qui forment alors une surface fermée. Ensuite, l'ébauche 21 est réalisée par soufflage d'air comprimé introduit par conduit d'amenée d'air comprimé de la tête d'extrusion 11 et l'ébauche est amenée dans le poste de soufflage 12 o elle est insérée par les moitiés de moule 17 et 18 et transformée pour prendre la forme de la bouteille défini- tive 23. / Avant l'ouverture des moitiés de moule 13 et 14 du moule de soufflage, l'ébauche 21, qui doit d'abord "rester accrochée" a la tète d'extrusion 11, est soutenue d'en bas, ce qui s'obtient par exemple au moyen d'une pince de serrage ou de maintien 37 qui n'est indiquée que schématiquement et au moyen duquel l'ébauche est saisie et maintenue au niveau d'une partie 40 constituée par la matière du segment d'extrémité libre 19' du tuyau souple 19 en matière première qui dépasse vers le bas. Il va de soi qu'une pince de maintien 37 de ce type doit être associée & un dispositif d'entraînement qui lui est propre et qui peut être mis en action indé- pendamment du système d'ouverture ou de fermeture du poste de soufflage 16 et/ou du système de fermeture du poste de soufflage 12. Après l'ouverture des moitiés de moule de soufflage 13 et 14 du poste de soufflage 16, l'ébauche 21 est introduite dans le moule de soufflage 17, 18 du poste de soufflage 12. Pour que cette opération puisse s'effectuer d'une manière simple, les moitiés de moule de soufflage 13, 14 et 17, 18 du poste de soufflage 16 et du poste de soufflage 12 sont, à la différence de ce qu'indiquent les figures 1 à 3, disposées de telle manière que leurs mouvements d'ouverture s'effectuent perpendiculairement au plan de la figure. Il est alors possible d'introduire l'ébauche 21 dans le poste de soufflage 12, lorsque les moitiés de moule de soufflage 13, 14 et 17, 18 sont séparées, en poussant les moitiés de moulé de soufflage 17 et 18 sous la tête d'extrusion 11, qui se ferme pour recevoir l'ébauche 21, puis en les ramenant vers le poste de soufflage 12, c'est-à-dire sous la pièce de soufflage qui est associée au dispositif de calibrage 38 et qui est ensuite introduite dans la zone du goulot 41 de l'ébauche 21, après quoi la bouteille 23 est soufflée pour prendre sa forme définitive. Dès que la bouteille a pris sa forme définitive et que, les moitiés de moule de soufflage 17 et 18 du poste de soufflage 12 étant encore fermées, elle est suffisamment refroidie pour que sa forme reste stable, les moitiés de moule de soufflage 17 et 18 du poste de soufflage 12 sont ouvertes et la bou- teille 23 est extraite. Les deux opérations que constituent la fabrica- tion de l'ébauche 21 dans le poste de soufflage 16 et le soufflage de finissage de la bouteille 23 dans le poste de soufflage 12 sont coordonnées chronologiquement de telle manière que l'ébauche 21 "immédiatement" après qu'elle a été réalisée par soufflage et qu'elle a acquis la stabilité dimensionnelle minimale qui est nécessaire pour son traitement ultérieur, est extraite du poste de soufflage 17, 18 et transportée dans le poste de souf- flage 12. Cette coordination chronologique peut s'obtenir d'une part du fait que l'extrusion du tuyau souple 19 en matière première ne commence qu'au bout d'un certain temps, que la fin de l'opération qui comporte l'extrusion du tuyau souple 19 en matière première et le soufflage et la stabilisation de l'ébauche 21 dans le poste d'extru- sion coïncide chronologiquement avec la fin du refroidis- sement dans le poste de soufflage 12 du corps de bou- teille 23 dont le soufflage se termine avant ou en partie en même temps que le refroidissement de sorte que le poste en question peut aussitôt après recevoir l'ébauche 21 qui est prête "simultanément". Cette coordination chronologique peut également résulter du fait que l'opération d'extrusion est, de son côté, "allongée" dans le temps de telle manière que le temps nécessaire à l'extrusion du tuyau souple 19 en matière première, au soufflage de l'ébauche 21 et à sa stabilisation soit égal à celui qui est nécessaire au soufflage et au refroidissement de la bouteille 23 dans le poste de soufflage 12. REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication de bouteille en matière plastique ayant une section transversale plane ou polygonale nettement différente de la circonférence, qui est un procédé d'extrusion avec soufflage dans lequel un tuyau souple réalisé par extrusion de matière première est tout d'abord soumis à un soufflage dans un premier moule, pour obtenir une ébauche qui est un corps de révolution et a sur toute sa hauteur la même épaisseur de paroi, et dans lequel l'ébauche est ensuite soumise, dans un poste de remodelage et de finissage & un soufflage donnant à la bouteille sa forme définitive, puis à un refroidissement à une température suffisamment basse pour que la bouteille puisse être extraite du moule de souf- flage, caractérisé en ce que l'extrusion du tuyau souple (19) constitué par la matière première et le soufflage de l'ébauche (21) qui lui fait suite immédiatement d'une part, et le soufflage et le refroidissement de la bou- teille (23) dans le moule (17, 18) de soufflage final avant qu'il ne soit ouvert, d'autre part, sont coordonnés chronologiquement de telle manière que la fin du souf- flage de l'ébauche et la fin du soufflage de la bouteille (23), y compris son refroidissement, coincident dans le temps et en ce que pendant le reste de la durée de soufflage de la bouteille, l'extrudeuse (11) est arrêtée ou que la matière qui doit être extrudée est envoyée dans un récipient de réserve o elle est maintenue prête pour la prochaine extrusion. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps affecté à l'extrusion du tuyau souple (19) en matière première et au soufflage de l'ébauche (21) est choisi égal au temps nécessaire au soufflage et au refroidissement de la bouteille (23) dans le poste de soufflage de finissage (12). 3- Machine d'extrusion avec soufflage pour l'application du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant une extrudeuse dans laquelle le 263Z239 dispositif de déplacement du tuyau souple peut être arrêté ou une extrudeuse qui comporte une réserve et qui est alimentée en matière première d'une manière continue, mais qui commence par la mettre en réserve et ensuite pousse dans la buse d'extrusion, pendant une durée relativement courte par rapport à la durée du déplace- ment, la quantité de matière première nécessaire à la fabrication d'un corps creux en matière plastique et un poste de soufflage et de calibrage qui fait suite au o10 poste d'extrusion et dans lequel la bouteille en cours de fabrication est soumise à un soufflage lui donnant sa forme définitive, caractérisée en ce qu'en plus du poste de soufflage (12) assurant le soufflage de la bouteille (23) et associée au dispositif de calibrage (38), elle comprend un système de fermeture qui est associé aux moitiés de moules (13 et 14) nécessaires à la fabrication de l'ébauche (21) et peut être amené sous la tête d'ex- trusion (11) pendant que la bouteille (23) est soumise au soufflage dans le poste de soufflage (12) et dont les durées de fermeture et d'ouverture peuvent être comman- dées indépendamment de celles du moule (17, 18) de soufflage de finissage et en ce que la tête d'extrusion (11) comprend un dispositif de soufflage (26, 27) qui fournit une pression de soufflage suffisante pour de soufflage de l'ébauche (21). 4- Machine d'extrusion avec soufflage selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'appui (37) qui, pendant et après l'ouverture des moitiés de moule (13, 14) et avant le transfert de l'ébauche (21) dans le moule (17, 18) de soufflage du finissage, soutient l'ébauche (21) au niveau de l'excrois- sance de matière première (40) constituée par l'extrémité écrasée (19') du tuyau souple extrudé (19) et subsistant après la fermeture du moule (13, 14) utilisé pour l'ébau- che. - Machine d'extrusion avec soufflage selon l'une des revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que, pour le réglage de la largeur de l'intervalle de sortie (29) de la matière première extrudée (19), le corps de buse (22) de la tête d'extrusion (11) peut être déplacé dans le sens axial et comporte une surface frontale libre annulaire (33) par laquelle,lorsque les moitiés de moule de soufflage (13 et 14) sont fermées, il peut s'appliquer d'une manière étanche contre les surfaces de limitation supérieures (31 et 32) des moitiés de moule de soufflage (13 et 14) qui forment une surface plane.