Brevet FR2656823A1 — publié le 19910712

L'invention a pour objet un poinçon pour machine à injecter-souffler un corps creux en matière plastique, notamment un flacon de grandes dimensions ou ayant deux corps c'est-à-dire possédant deux cavités reliées par un goulot d'étranglement- Jusqu'alors de tels flacons, lorsqu'ils sont réalisés par extrusion-soufflage, présentent des défauts dans la forme, une mauvaise concentricité du goulot d'étranglement et du col de déversement, une épaisseur de paroi variable. Il en résulte des rejets importants et un coût de fabrication élevé. Pour remédier aux inconvénients inhérents à l'extrusion-soufflage, certains flacons double corps sont réalisés par injection-soufflage Lors de la mise en oeuvre d'un tel procédé il est nécessaire de tout d'abord mouler le premier corps puis mouler le second corps et ensuite assembler les deux corps L'injection- soufflage nécessite donc un double outillage ce qui entraîne un coût de fabrication relativement élevé. De plus le récipient étant réalisé en trois étapes, ceci entraîne des coûts de manutention qui accroissent le prix de revient. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention a pour but de fournir un poinçon permettant l'injection- soufflage d'un flacon double corps en une seule opération. A cet effet l'invention a pour objet un poinçon pour injection-soufflage d'un objet creux en matière plastique, ayant un corps cylindrique creux comportant une partie de raccordement à une machine à injecter-souffler prolongée axialement par une partie de positionnement dans la paroi d'un moule associé de la machine, elle-même prolongée axialement par une partie de soufflage destinée à être reçue dans la cavité du moule, et comportant des premiers moyens de soufflage intermittent, à travers une première ouverture de soufflage, d'une paraison préalablement injectée autour de la partie de soufflage, qui sont agencés dans le corps du poinçon, caractérisé en ce que le poinçon comporte, agencés dans le corps, des deuxièmes moyens de soufflage intermittent à travers une deuxième ouverture de soufflage, les première et deuxième ouvertures étant distinctes et espacées axialement l'une par rapport à l'autre. Selon d'autres caractéristiques les moyens de soufflage comportent chacun un canal reliant l'ouverture associée à une chambre commune d'alimentation en air et un obturateur de ladite ouverture relié à des moyens d'actionnement commandés par un organe de commande de la machine; les moyens d'actionnement sont commandés de manière à actionner simultanément les deux obturateurs; la chambre d'alimentation en air est située dans la partie -de raccordement et est ouverte sur la face radiale d'extrémité libre de celle-ci pour communiquer, en position sur la machine, avec une arrivée d'air de la machine, l'extrémité de la chambre opposée à l'ouverture étant constituée d'une paroi percée d'une ouverture communiquant avec un alésage axial traversant le corps du poinçon, et les moyens d'actionnement sont agencés dans la chambre; chaque obturateur est du type comportant une soupape dont la queue est reliée aux moyens d'actionne- ment et dont la tête coopère avec un siège délimitant l'ouverture associée, chaque soupape étant rappelée élastiquement contre son siège en position de repos fermée; les moyens d'actionnement comportent un poussoir monté coulissant dans la chambre pour être commandé par l'organe de commande de la machine, le poussoir ayant une face radiale de poussée située à l'extrémité de celui-ci éloignée de l'ouverture, la queue de la soupape des premiers moyens de soufflage étant constituée d'une tige fixée au poussoir et s'étendant coaxialement au poinçon jusqu'à l'extrémité de ce dernier délimitant la première ouverture, et comportent un organe de guidage fixé dans la chambre au- delà du poussoir à partir de l'ouverture, percé d'un alésage axial destiné à être traversé par la tige et d'alésages longitudinaux parallèles à l'axe du poinçon, une barre étant montée coulissante dans chaque alésage longitudinal et possédant une extrémité en appui contre la face de poussée du poussoir et une extrémité opposée en appui contre une face d'extrémité radiale de la queue de soupape des deuxièmes moyens de soufflage; la queue de soupape des premiers moyens de soufflage est agencée dans un tube coaxial fixé sur l'organe de guidage, le jeu entre la queue de soupape et la paroi intérieure du tube formant ledit canal des premiers moyens, le tube ayant une face d'extrémité délimitant la première ouverture située à l'extérieur du corps du poinçon et la soupape des deuxièmes moyens de soufflage est constituée par un manchon monté coulissant entre le tube et la paroi intérieure du corps du poinçon, le manchon ayant une extrémité située dans la chambre entre le fond et l'organe de guidage pour coopérer avec les barres et une extrémité opposée élargie pour former tête de soupape destinée à coopérer avec la face d'extrémité du corps du poinçon qui forme siège de soupape, le canal des deuxièmes moyens de soufflage étant délimité entre la paroi externe du manchon et la paroi interne du corps; une bague est agencée à l'extrémité du manchon situé dans la chambre et comporte une colleret- te la soupape des deuxièmes moyens de soufflage étant rappelée élastiquement par un ressort hélicoïdal agencé entre le fond de la chambre et la collerette, la soupape des premiers moyens de soufflage est rappelée élastique- ment par un ressort hélicoïdal agencé entre un épaule- ment de l'organe de guidage et le poussoir. L'invention concerne également une machine à injecter-souffler équipée d'un moule destiné à la réalisation d'un flacon comportant un volume supérieur et un volume inférieur communiquant entre eux par un goulot de diamètre réduit, le soufflage étant réalisé à l'aide d'un poinçon tel que décrit ci-dessus et la cavité de moulage du moule comportant deux volumes définissant la forme du flacon, la première ouverture de soufflage du poinçon étant située dans l'un des volumes et la deuxième ouverture dans l'autre desdits volumes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe axiale d'un poinçon selon l'invention en position de repos; la figure 2 est une vue en coupe analogue à la figure 1, le poinçon étant en position de soufflage et représentant le flacon entourant le poinçon après soufflage; les figures 3 à 8 représentent des coupes radiales du poinçon selon les lignes III-III à VIII-VIII de la figure 2. Sur les figures 1 et 2 on a représenté un poinçon 2 selon l'invention, ayant une forme générale cylindrique. De manière habituelle le poinçon 2 comporte une première partie A de liaison avec une machine à injecter-souffler non représentée. La partie A est prolongée axialement par une partie B de positionnement dans la paroi d'un moule associé (non représenté), la partie B étant ellemême prolongée par une partie C de soufflage La partie C est destinée à être située dans la cavité de moulage du moule associée La partie C est destinée à recevoir une paraison au poste d'injection d'une machine à injecter, puis est positionnée à l'intérieur d'un moule de soufflage pour réaliser l'objet creux désiré par soufflage. A cet effet le poinçon selon l'invention comporte dans sa partie C deux ouvertures de soufflage 4 et 6 espacées axialement et deux moyens de soufflage intermittent associés chacun à une ouverture pour en provoquer l'ouverture par intermittence. Dans le mode de réalisation représenté, le poinçon 2 comporte un corps cylindrique creux 8 comportant un alésage axial 10 ouvrant dans la partie A dans une chambre cylindrique 12 de diamètre supérieur à celui de 13 alésage, délimitant ainsi un épaulement 14 constituant le fond de la chambre 12. La chambre 12 est ouverte sur l'extrémité radiale libre 16 de la partie A. Lorsque le poinçon est monté sur une machine à injecter-souffler, la chambre 12 communique par son ouverture avec une arrivée d'air sous pression de la machine. Les moyens de soufflage intermittent compor- tent des moyens d'actionnement 18 situés dans la chambre 12 destinés à ouvrir ou fermer simultanément deux obturateurs mobiles 20 et 22 associés respective- ment aux ouvertures 4 et 6. Les obturateurs 20 et 22 sont constitués par des soupapes. La soupape 22 comporte une tête 24 destinée à venir en appui sur la face d'extrémité du corps 8 qui forme siège de soupape. La queue de soupape est constituée d'un manchon 26 monté coulissant dans l'alésage 10 du corps 8 et s'étendant axialement jusque dans la chambre 12, à proximité du fond 14. La surface extérieure du manchon 26 comporte quatre méplats 28 (voir figure 7) qui délimitent avec l'alésage 10 quatre passages ou canaux longitudinaux parallèles à l'axe du poinçon 30 reliant l'ouverture 6 à la chambre 12. Il faut noter qu'en variante du mode de réalisation représenté, on peut concevoir qu'il n'y ait qu'un seul canal longitudinal ou un nombre différent de canaux. La tête 24 de la soupape 22 est constituée par une partie élargie du manchon 26 faisant saillie à l'extérieur du corps 8 du poinçon 2. L-extrémité de la tête 24 comporte un alésage axial 32 de diamètre plus grand que celui du diamètre intérieur du manchon 26, définissant ainsi un épaulement 34 (voir figure 1). Un perçage axial 36 de section hexagonale (voir figure 8) qui entoure une section radiale de la paroi intérieure du manchon 26, s'étend depuis l'épaule- ment 34 vers le haut en regardant la figure 1 et sur une longueur réduite Le perçage 36 est destiné à permettre le montage de la soupape 22 comme cela sera décrit dans la suite. L'extrémité du manchon 26 situé dans la chambre 12 est reliée par vissage à une bague 38 qui est montée coulissante dans la partie inférieure de la chambre 12. La bague 38 comporte une partie cylindrique vissée sur le manchon 26 et une collerette radiale 40 à son extrémité supérieure La collerette comporte quatre gorges 42 creusées dans sa surface extérieure (voir figure 6) pour délimiter des passages d'air le long de la paroi cylindrique de la chambre 12. Un ressort 44 est situé entre le fond 14 de la chambre 12 et la face radiale inférieure de la colleret- te 40 et sollicite l'ensemble formé de la bague 38 et du manchon 26 dans la direction axiale correspondant à l'obturation de l'ouverture 6 par la tête 24 (vers le haut en regardant les figures 1 ou 2). Un tube 46 fixe par rapport au corps 8 est agencé dans le manchon 26 de manière à ce que ce dernier puisse coulisser sur la surface extérieure du tube 46. Le tube 46 comporte une extrémité inférieure 48 élargie reçue dans l'alésage interne 32 du manchon 26 et faisant saillie au-delà de l'extrémité de ce dernier, sa face radiale d'extrémité définissant l'ouverture 4. La portion d'extrémité 48 comporte un épaule- ment 49 (voir figure 1) constituant une butée longitudi- nale pour l'épaulement 34 de la tête 24 de la soupape 22 lorsque cette dernière est mise en mouvement vers sa position ouverte (voir figure 2). La portion d'extrémité 48 comporte une face d'extrémité inclinée axialement et formant siège pour la soupape 20 dont la queue 50 est montée coulissante avec jeu radial à l'intérieur du tube 46 Le jeu radial délimite un canal longitudinal d'amenée d'air 52 parallèle à l'axe du poinçon (voir également les figures 4 à 8) reliant l'ouverture 4 à la chambre 12. Le diamètre intérieur de l'alésage interne de l'extrémité 48 est supérieur au diamètre intérieur du tube 46 pour recevoir un coulisseau 54 fixé à l'extré- mité de la queue 50 et comportant par exemple des gorges longitudinales (non représentées) sur sa face extérieure pour faire communiquer le canal 52 et l'ouverture 4. La partie recevant le coulisseau 54 est prolongée par un perçage axial 56 de section hexagonale possédant une longueur relativement réduite et destiné à permettre le montage du tube 46 comme cela sera décrit ultérieurement (voir figures 2 et 8). L-extrémité du tube 46 située dans la chambre 12 fait saillie à l'extérieur du manchon 26 pour coopérer avec les moyens d'actionnement 18. A cet effet l-extrémité du tube 46 comporte une partie filetée extérieurement coopérant avec un filetage complémentaire d'un organe de guidage 60 qui est lui-même vissé dans la chambre 12 de manière à ce que sa face radiale d'extrémité inférieure soit espacée de la collerette 40 dans la direction axiale. L'organe 60 possède une forme cylindrique à deux étages L'étage 62 de plus grande section est vissé dans la chambre 12 et comporte huit trous longitudinaux traversants 64 (voir également figure 5) formant des passages pour l'air vers la partie inférieure de la chambre 12 qui contient l'organe 38. Les trous 64 sont régulièrement répartis sur un cercle coaxial et de diamètre supérieur à celui de la section du plus petit étage 66 de l'organe 38. L'étage 66 prolonge vers le haut l'étage 62 et définit avec celui-ci une face radiale d'appui 68. L'organe 60 comporte un perçage axial dont la partie inférieure comporte le filetage destiné à coopérer avec la partie filetée du tube 46 comme indiqué ci-dessus. Le filetage est prolongé vers le haut par un alésage 69 de section hexagonale dont la plus petite dimension est supérieure au diamètre de la section de la queue 50 de la soupape 20 pour recevoir la partie supérieure de celle-ci avec jeu radial Le jeu radial constitue la partie supérieure du canal 52. L'organe 60 est également percé sur toute sa longueur de trois trous 70 (voir figure 4) dans lesquels sont montées coulissantes trois barres 72. L'extrémité radiale inférieure des barres 72 vient en appui sur la face radiale supérieure de l'ensemble formé par la bague 38 et la queue 26 de la soupape 22. La seconde extrémité des barres 72 vient en appui sur une face radiale inférieure 74 d'un poussoir 768 Le poussoir 76 comporte à sa partie inférieure une collerette 78 circulaire montée coulissante dans la chambre 12 et comportant quatre gorges 80 (voir figure 3) longitudinales sur sa surface extérieure cylindrique. Les gorges 80 forment des passages d'air pour permettre à l'air provenant de la machine de circuler dans la chambre 12. Au-dessus de la collerette 78, le poussoir 76 comporte une partie 82 coopérant avec un organe de commande (non représenté) de la machine destiné à entraîner le coulissement axial du poussoir 76 à l'encontre d'un ressort 84 Le ressort 84 est agencé entre la face 68 de l'organe 60 et la face 74 du poussoir 76. Le poussoir 76 comporte un filetage axial se terminant sur la face 74 dans lequel est fixé par vissage l'extrémité supérieure de la queue 50 de la soupape 20. Dans un tel agencement le ressort 84 sollicite l'ensemble du poussoir 76 et de la soupape 20 vers le haut c'est-à-dire qu'il rappelle élastiquement la soupape 20 vers sa position de repos ou position fermée. Pour réaliser le poinçon, on installe tout d'abord la soupape 22 dans le corps du poinçon. A cet effet le manchon est introduit par l'extrémité de soufflage du corps creux alors que dans la chambre 12 sont introduits le ressort 44 et la bague 38 La soupape 22 est vissée sur la bague 38 à l'aide d'une clé à six pans introduite dans le perçage axial 36 de section hexagonale, tandis que la bague 38 est maintenue par une clé Le vissage étant réalisé, la tête de la soupape 22 vient en appui sur l'extrémité du corps creux, cet appui étant dû à l'action du ressort 44. L'organe de guidage 60 est ensuite vissé dans la chambre 12 à l'aide d'une clé coopérant avec le perçage hexagonal 67 (voir figure 4) Les barres 72 sont alors introduites dans les alésages 70 de l'organe de guidage- Le tube 46 est alors introduit à J/intérieur du manchon et son extrémité supérieure est vissée dans l'organe de guidage 60 à l'aide d'une clé coopérant avec le perçage axial 56 de section hexagonale. La tige formant queue de soupape 20 est alors introduite par l'extrémité inférieure du tube 46 jusqu'à ce que la tête de soupape vienne fermer l'ouverture 4. A ce moment le ressort 84 est introduit dans la chambre autour de l'étage de plus petite section de l'organe de guidage 60 Puis le poussoir 76 vient comprimer le ressort 84 et est fixé par vissage sur l'extrémité de la tige formant queue 50 de soupape 20. On obtient ainsi un poinçon selon l'invention comportant deux moyens de soufflage intermittent à travers deux ouvertures 4 et 6 respectivement qui permettent de réaliser un flacon ayant un double corps comme représenté schématiquement sur la figure 2. Il faut noter qu'un tel poinçon peut être utilisé pour des récipients ne délimitant qu'un seul volume mais ne pouvant être réalisés efficacement à l'aide d'un seul orifice de soufflage. Le poinçon ainsi assemblé peut être monté sur une machine à injecter-souffler. Au poste de soufflage de la machine un organe fait coulisser le poussoir 76 à l'encontre du ressort 84. Un tel mouvement entraîne la tige 50 vissée dans le poussoir 76, ce qui provoque le déplacement de la tête de soupape qui s'éloigne de son siège pour permettre à l'air sous pression contenu dans la chambre 12 et le canal 50 de s'échapper à travers l'ouverture 4. Par ailleurs le coulissement du poussoir 76 entraîne le coulissement des barres 72 et du manchon 26 dont la partie élargie formant tête de soupape s'éloi- gne, à l'encontre de l'effort du ressort 44, de son siège pour permettre le soufflage de l'air à travers l'ouverture 6. On obtient ainsi, par exemple un flacon 90 possédant par exemple (voir Fig 2) un col de déverse- ment 92 et dont la paroi délimite un volume supérieur 94 et un volume inférieur 96. Les volumes supérieur et inférieur sont reliés entre eux par un goulot d'étranglement 98 coaxial au col 92. Dans le mode de réalisation décrit, le soufflage par les deux ouvertures 4 et 6 est simultané. En variante, il est possible de réaliser des soufflages espacés dans le temps, en retardant l'action des barres 72 sur le manchon 26 par diminution de leur longueur par exemple. Le soufflage étant effectué l'organe de la machine libère le poussoir 76 et les ressorts 44 et 84 rappellent les soupapes vers leur position de repos, c'est-à-dire fermée. RRVENDICATIONS 1 Poinçon ( 2) pour injection-soufflage d'un objet creux en matière plastique, ayant un corps cylindrique creux ( 8) comportant une partie de raccorde- ment (A) à une machine à injecter-souffler prolongée axialement par une partie de positionnement (B) dans la paroi d'un moule associé de la machine, elle-même prolongée axialement par une partie de soufflage (C) destinée à être reçue dans la cavité du moule, et comportant des premiers moyens de soufflage intermittent à travers une première ouverture de soufflage d'une paraison préalablement injectée autour de la partie de soufflage (C), ces premiers moyens étant agencés dans le corps creux ( 8), caractérisé en ce qu'il comporte, agencés dans le corps creux ( 8) des deuxièmes moyens de soufflage intermittent à travers une deuxième ouverture de soufflage, les première et deuxième ouvertures étant distinctes et espacées axialement l'une par rapport à l'autre- 2 Poinçon selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de soufflage comportent chacun un canal ( 52, 50) reliant l'ouverture associée ( 4, 6) à une chambre d'alimentation en air ( 12) et un obturateur ( 20,22) de ladite ouverture relié à des moyens d'actionnement ( 18) commandés par un organe de commande de la machine. 3 Poinçon selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les moyens d'actionnement ( 18) sont commandés de manière à actionner simultanément les deux obturateurs. 4 Poinçon selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la chambre d'alimentation en air ( 12) est située dans la partie de raccordement (A) et est ouverte sur la face radiale d'extrémité libre ( 16) de celle-ci pour communiquer, en position sur la machine avec une arrivée d'air de la machine l'exzré- mité de la chambre opposée à l'ouverture étant consti- tuée d'une paroi ( 14) percée d'une ouverture communi- quant avec un alésage axial ( 10) traversant le corps ( 8) du poinçon, et en ce que les moyens d'actionnement ( 18) sont agencés dans la chambre ( 12). Poinçon selon la revendication 4, caracté- risé en ce que chaque obturateur ( 20, 22) est du type comportant une soupape dont la queue ( 50, 46) est reliée aux moyens d'actionnement ( 18) et dont la tête ( 48, 24) coopère avec un siège délimitant l'ouverture associée ( 4, 6), et en ce que chaque soupape est rappelée élastiquement contre son siège en position de repos fermée. 6 Poinçon selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les moyens d'actionnement ( 18) comportent un poussoir ( 76) monté coulissant dans la chambre ( 12) pour être commandé par l'organe de commande de la machine, le poussoir ayant une face radiale de poussée ( 74} située à l'extrémité de celui-ci éloignée de l'ouverture, la queue de la soupape ( 20) des premiers moyens de soufflage étant constituée d'une tige ( 50) fixée au poussoir et s'étendant coaxialement au poinçon jusqu'à l'extrémité de ce dernier délimitant la première ouverture ( 4), et comportent un organe de guidage ( 60) fixé dans la chambre au-delà du poussoir à partir de l'ouverture et percé d'un alésage axial destiné à être traversé par la tige ( 50) et d'alésages longitudinaux ( 70) parallèles à l'axe du poinçon, une barre ( 72) étant montée coulissante dans chaque alésage longitudinal ( 70) et possédant une extrémité en appui contre la face de poussée ( 74) et une extrémité opposée en appui contre une face d'extrémité radiale de la queue de soupape ( 46) des deuxièmes moyens de soufflage. 7 Poinçon selon la revendication 6, caracté- risé en ce que la soupape ç 20 > des premiers moyens de soufflage est agencée dans un tube coaxial ( 46 > fixé sur l'organe de guidage ( 60) le jeu entre la queue de soupape ( 60) et la paroi intérieure du tube ( 46) formant ledit canal ( 52) des premiers moyens de soufflage le tube ayant une face d'extrémité délimitant la première ouverture ( 4) située à l'extérieur du corps du poinçon, et en ce que la soupape ( 22) des deuxièmes moyens de soufflage est constituée par un manchon ( 26) monté coulissant entre le tube ( 46) et la paroi intérieure du corps du poinçon, le manchon ( 26) ayant une extrémité située dans la chambre entre le fond ( 14) et l'organe de guidage ( 60) pour coopérer avec les barres ( 72), et une extrémité opposée élargie pour former tête de soupape destinée à coopérer avec l'autre face d'extrémité du corps ( 8) du poinçon ( 2) qui forme siège de soupape, le canal ( 30) des deuxièmes moyens de soufflage étant délimité entre la paroi externe du manchon et la paroi interne du corps. 8 Poinçon selon la revendication 7, caracté- risé en ce qu'une bague ( 38) est agencée à l'extrémité du manchon située dans la chambre et comporte une collerette ( 40), la soupape ( 22) des deuxièmes moyens de soufflage étant rappelée élastiquement par un ressort ( 44) hélicoïdal agencé entre le fond ( 14) de la chambre et la collerette ( 40), la soupape ( 20) des premiers moyens de soufflage étant rappelée élastiquement par un ressort hélicoïdal ( 84) agencé entre une face radiale ( 68) de 1-organe de guidage ( 60) et le poussoir ( 76). 9 Machine à injecter-souffler équipée d'un moule destiné à la réalisation, à l'aide d'un poinçon ( 2) selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, d'un flacon comportant un volume supérieur et un volume inférieur communiquant entre eux par un goulot de diamètre réduit, caractérisée en ce que la cavité de moulage du moule comporte deux volumes définissant la forme du flacon, la première ouverture ( 4) de soufflage du poinçon étant située dans l'un des volumes et la deuxième ouverture ( 6) dans l'autre des volumes.