Brevet FR2649931A1 — publié le 19910125

-1- MACHINE DE THERMOFORMAGE DE MATIERES PLASTIQUES La présente invention a pour objet une machine de thermoformage de matières plastiques destinée en particulier, mais non exclusivement, à permettre l'association de matériaux hétérogènes. L'idée d'utiliser des propriétés physiques des matières plastiques pour obtenir des récipients en déformant une bande ou feuille plastique préalablement ramollie par la chaleur par pression, ou par dépression est connue depuis très longtemps. Si la géométrie des produits obtenus par thermoformage dans un moule est satisfaisante, le problème de la décoration de la paroi latérale extérieure et éventuellement du fond reste difficile. Il a déjà été proposé par un EP-A- 83 107 545 de former des récipients composites dont la paroi externe est constituée par une feuille de carton décorée, cette feuille de carton étant tapissée intérieurement par une feuille de matière plastique, appliquée par soufflage ou par emboutissage profond. Ainsi, l'enveloppe extérieure à base de papier de carton ou tout autre matériau approprié assure la rigidité dimensionnelle alors que la matière plastique très mince sert pour l'essentiel à assurer l'étanchéité du récipient au liquide. Les matières les plus couramment utilisées sont: le polystyrène, le chlorure de polyvinile ou le polypropylène. Au cours de l'emboutissage, on obtient un collage à chaud entre la couche de carton et la couche de matière plastique. Bien entendu, la forme du manchon de carton correspond, au moins approximativement, à la forme extérieure du récipient que l'on désire obtenir. Mais, un tel procédé n'est appliquable que lorsque la forme du récipient est relativement simple. -2- De plus, ce procédé présente des inconvénients notamment en ce que, une fois que le corps du récipient a été thermoformé par des procédés de soufflage, de vide ou de pistonage connus, il faut en découper la partie supérieure pour obtenir un contour de configuration exactement déterminée, en particulier lorsque le récipient présente à sa partie supérieure une colerette. Cette opération nécessite des presses puissantes. Par ailleurs, dans le thermoformage des emballages composites, les chutes provenant des détourages ne sont pas recyclabes dans la mesure ou il s'agit de matériaux différents. Enfin, dans le thermoformage classique il existe des phénomènes parasites liés à l'orientation de la feuille. En effet, la formation d'une telle feuille conduit à des tensions internes directionnelles qui, conjuguées à la force exercée pour l'entraînement de la feuille produisent des résultats aléatoires. La présente invention a pour objet une machine -de thermoformage palliant ces inconvénients. Selon la présente invention, la machine de thermoformage de matières plastiques comprenant des moyens d'amenée et de chauffage d'une feuille de matière plastique, au moins une matrice et au moins un piston animé d'un mouvement alternatif dans une direction perpendiculaire à un plan de la matrice est caractérisé en ce que, la matrice est portée par un plateau rotatif se présentant cycliquement en regard du piston. Le plateau est avantageusement relié à une canalisation pneumatique permettant d'aspirer la matière lors du thermoformage. Ainsi, il est possible d'introduire dans la matrice par exemple une étiquette, ou encore un composant préformé avant que le thermoformage de la feuille plastique qui défile entre la matrice et le piston ne se produise. C'est-à-dire que le moule ou matrice est porté par une sorte de barillet qui se déplace selon un pas angulaire déterminé. -3- Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine est caractérisée en ce que le plateau comprend un centre portant des moyens pneumatiques à partir duquel s'étendent des branches radiales, chaque branche du plateau portant au moins une matrice ou empreinte. Un contre piston appliqué sur la branche radiale avançant simultanément au mouvement d'avancée du piston. L'existence de branches radiales permet de diminuer l'inertie du plateau tournant et facilite l'introduction des différents composants. Par contre, l'inertie étant diminuée il est nécessaire d'équilibrer la pression du piston par la poussée d'un contre piston de manière à ce que, aucune force importante ne soit transmise sur l'axe de rotation. Ainsi, l'entraînement de rotation du plateau ne demande qu'une force relativement rédiite. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'axe du plateau est horizontal, la feuille de plastique circulant entre le piston et la matrice dans une direction verticale, sans aucune tension. La feuille préalablement chauffée descend devant le poste du thermoformage sous son propre poids après que toutes les tensions notamment d es à la réalisation de la feuille aient 3O été relachées. On obtient ainsi, des produits thermoformés d'une qualité remarquable même avec des formes d'étiquettes très complexes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appara!tront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: -4- - La figure 1, une vue schématique en élévation d'une machine selon l'invention - La figure 2, une vue de face du plateau tournant; - La figure 3, une vue partielle par-dessus de la machine. Sur la figure 1, on voit que la machine comprend à l'intérieur d'un bâti (non représenté) un plateau tournant 1 autour d'un axe horizontal 2 entraîné par un moteur 3. Comme cela apparaît sur la figure 2, le plateau 1 comprend, dans l'exemple représenté, quatre branches 11, 12, 13 et 14. La machine comprend également un piston 4 animé d'un mouvement alternatif horizontal par un vérin hydraulique 5. En regard du piston 4, se trouve un contre piston 6 également animé d'un mouvement alternatif horizontal sous l'action d'un vérin de contre piston 7.La bande de matière plastique 8 est entraînée sans tension par un rouleau 9 et elle tombe verticalement entre le piston 4 et le plateau 1. Elle est avantageusement déroulée à partir d'un rouleau 1O et circule librement sur des rouleaux 15 de guidage après formation d'une boucle de récupération 16 dont le niveau est bien entendu contr8lé électroniquement. Apres découpe par le piston 4 et thermoformage le reste de la bande 8 est dirigée dans un bac de récupération (non représenté). Dans ce qui précède il a été question d'un piston 4. Mais bien entendu, ce piston 4 porte avantageusement un certain nombre de reliefs qui forment eux-même des pistons pour former simultanément le plus grand nombre possible de récipients. On peut par exemple, avoir six formes- pénétrant dans six matrices 17 telle que celle qui est schématiquement représentée sur la branche 12 du plateau 1 sur la figure 2. Chacune des branches 11 à 14 correspond au cours d'un cycle à une opération particulière. Par exemple, le plateau étant représenté dans la position qu'il occupe sur la figure 2, une étiquette est introduite dans la matrice 17 de la branche 11 par un dispositif 18 (figure 1) classique du type à ventouse par exemple. Pendant ce temps, l'étiquette précédente de la pile est dépliée à l'intérieur de la matrice dans la - 5- branche 12 est appliquée contre les parois alors que dans le même temps, le thermoformage est effectué dans la matrice 17 de la branche 13, et que le récipient thermoformé de la branche 14 est évacué vers un poste d'emballage. Les opérations et mécanismes d'introduction de l'étiquette et d'extraction du récipient thermoformé sont courants dans la technique considérée et ne seront pas plus amplement décrits. L'opération de la machine en temps masqué permet de gagner du temps et d'obtenir une cadence de production qui peut atteindre 20 à 25 coups par minute. Comme cela apparait sur la figure 1, la feuille 8 et progressivement chauffée par des éléments 19, d'abord horizontalement puis verticalement de manière à ce que la feuille arrive à une température exactement déterminée en regard du poste de formage. Bien entendu, différents moyens de sécurité telles que des cellules et des sondes thermiques sont disposés tout au long du parcours la feuille. Avec un plateau à quatre branches, le plateau 1 tourne, en principe d'un quart de tour à chaque fois. toutefois, dans le cas d'étiquettes à configuration compliquée le plateau peut tourner par exemple d'un huitième de tour, à chaque pas de manière à accroître le nombre de postes de travail. Il est ainsi possible, dans le cas de formes complexes de récipients et, par suite d'étiquettes de résoudre les problèmes d'entr'axe La figure 3 montre plus en détail l'organisation du contre piston 6 qui comprend une plaque de pression 20 guidée par deux tiges 21 coulissant dans des paliers 22, la plaque 23 est encore entraînée par le piston 7 (non représenté sur la figure 3). La machine selon la présente invention, permet également de remplacer facilement les outils (formes et matrices) qui sont montés d'une manière amovible respectivement sur le piston et sur le plateau 1. Compte tenu de la contre pression exercée par le contre piston, il est possible de travailler à haute -.6- pression et, en appliquant des pressions de 15 à 20 bars. Et l'on obtient ainsi par thermoformage des pièces de même qualité de celles qui sont normalement obtenues par injection. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -7- REVENDICATIONS 1. Machine de thermoformage de matières plastiques comprenant des moyens d'amenée et de chauffage d'une feuille thermo-plastique, au moins une matrice, et au moins un piston animé des mouvements alternatifs perpendiculaires à la matrice, caractérisé en ce que, la matrice (17) est portée par un plateau rotatif (1) de manière à venir cycliquement en regard du piston (4), le plateau tournant devant une pluralité de postes de travail. 2. Machine selon la revendication 1 caractérisé en ce que, le plateau(2) comprend un centre à partir duquel s'étendent des branches radiales (11,12,13,14). 3. Machine selon la revendication 2 caractérisé en ce que, chaque branche du plateau (11,12,13,14) porte au moins une matrice ou empreinte (17). 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, un contre piston (6) vient s'appliquer contre le plateau (1) simultanément au mouvement d'avancée du piston (4). 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précedentes caractérisée en ce que l'axe (2) du plateau (1) est horizontal, la feuille de plastique (8) circulant sous son propre poids entre le piston (4) et le plateau (1) dans une direction verticale.