Brevet FR2726783A1 — publié le 19960515

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CORPS CREUX PAR SOUFFLAGE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un corps creux par soufflage, et plus particulièrement un perfectionnement pour la réalisation de corps creux en matière plastique tels que des bouteilles ou des flacons. Le soufflage pour obtenir des corps creux est un procédé bien connu en soit puisqu'il est utilisé depuis de très nombreuses années pour la fabrication de nombreux articles en verre tels que des bouteilles. Depuis l'apparition des matières plastiques et l'utilisation de plus en plus courante d'un tel matériau, les constructeurs ont bien entendu été conduits à transposer ce qui était fait pour le verre et c'est ainsi que le soufflage est actuellement aussi utilisé comme procédé de réalisation de bouteilles ou flacons en matériau plastique. Le procédé généralement utilisé est du type selon lequel plusieurs préformes sont injectées avant d'être mises en place dans un moule pour y être soufflées grâce à de l'air sous pression. Bien entendu, avant la mise en place des préformes, celles-ci sont réchauffées dans une étape intermédiaire. Il est connu des machines destinées à mettre en oeuvre le procédé de soufflage traditionnel, grâce auxquelles il est exécuté simultanément toutes les étapes de procédés et elles comprennent, à cet effet, un plateau pivotant sur lequel y sont prévus quatre postes de travail, dont le poste d'injection et le poste de soufflage. L'opération de soufflage est une opération délicate nécessitant une pression importante de fermeture du moule qui comprend plusieurs empreintes. En effet, la fermeture du moule, constitué de deux demi-moules, doit pouvoir résister à la pression de soufflage. Or, une nouvelle génération de bouteilles en matière plastique est née qui nécessite une pression de soufflage et donc une force de fermeture du moule importante. C'est, par exemple, le cas du soufflage de bouteilles du type à fond tulipé réalisé en polyéthylènetéréphtalate (PET).Afin de solutionner le problème de force de fermeture du moule de soufflage, les constructeurs ont répondu en augmentant la puissance des machines, ce qui, bien entendu, nécessite la réalisation de nouvelles machines plus importantes que les machines actuelles. La présente invention a pour objet de résoudre cet inconvénient en proposant un nouveau procédé de fabrication, selon lequel dans un même moule il est procédé au soufflage simultané de plusieurs desdits corps creux, et selon lequel l'étape de soufflage se fait en deux opérations successives, une première opération lors de laquelle il est procédé au soufflage d'une partie des préformes suivie d'une deuxième opération qui consiste à procéder au soufflage du reste des préformes. Selon une caractéristique complémentaire du procédé l'étape de soufflage est précédée d'une étape d'injection des préformes selon laquelle il est injecté en même temps un ensemble de préformes en nombre identique au nombre de préformes soufflées dans l'étape de soufflage. Selon une autre caractéristique l'étape de soufflage est faite pendant sensiblement le même temps que l'étape d'injection des préformes. L'invention concerne aussi le dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé et qui comprend au moins quatre postes de travail. A savoir, un premier poste où est réalisée la première étape d'injection des préformes, un deuxième poste où est réalisée la deuxième étape de reconditionnement, un troisième poste où est réalisé le soufflage proprement dit de la troisième étape du procédé et un quatrième poste où se fait la dernière et quatrième étape c'est-à-dire l'éjection des bouteilles réalisées. Selon une caractéristique complémentaire, le dispositif comprend des moyens de commande de soufflage en deux opérations successives. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figure 1 à 4 représentent un exemple de corps creux tel qu'une bouteille, la figure 1 étant une vue latérale, la figure 2 une vue de dessous, la figure 3 étant une vue en coupe partielle selon III-III, tandis que la figure 4 est une vue en coupe similaire selon IV-IV. La figure 5 est une vue latérale d'une préforme. Les figures 6, 7, 8 et 9 illustrent de façon schématique le principe général du procédé dans ses différentes étapes. La figure 6 illustre la première étape. La figure 7 illustre la deuxième étape. La figure 8 illustre la troisième étape. La figure 9 illustre la quatrième étape. Les figures 10 et 11 représentent une machine destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. La figure 10 est une vue latérale. La figure 1 1 est une vue de dessus. La figure 12 illustre la première étape du procédé selon l'invention. La figure 13 illustre la deuxième étape du procédé selon l'invention. Les figures 14, 15, 16 et 17 illustrent la troisième étape du procédé selon l'invention. La figure 18 est une vue schématique illustrant la quatrième étape du procédé. La figure 19 est un diagramme illustrant l'ensemble des étapes du procédé. Les figures 1 à 4 illustrent un mode d'exécution d'un corps creux pouvant être réalisé par le procédé de l'invention. Ce corps creux est, par exemple, une bouteille (1) qui a une forme bien connue en soi et qui ne sera pas décrite dans le détail, d'autant plus que l'invention ne porte pas sur la bouteille proprement dite mais son procédé de réalisation. Notons seulement que celle-ci est constituée par une enveloppe formée par une paroi périphérique en matière plastique telle qu'en polypropylène (PP) ou polyéthylène (PE) ou en polyéthylènetéréphtalate (PET). La paroi inférieure (2) est du type dit tulipé et comprend, par exemple, six saillies d'appui (3) formant ainsi une structure de renfort pour le fond de ladite bouteille, qui comprend à sa partie supérieure un goulot de remplissage (4).Le corps creux ainsi défini est réalisé grâce au procédé selon l'invention à partir d'une préforme (5) tel qu'illustré à la figure 5. La bouteille finale étant formée par soufflage d'air à l'intérieur de la préforme préalablement injectée puis chauffée et mise à l'intérieur d'un moule. Le principe de base du procédé sur lequel porte le perfectionnement est illustré schématiquement par les figures 6 à 9. Ce procédé destiné à fabriquer un corps creux tel qu'une bouteille ou similaire en matière plastique est, par exemple, du type dit "injection- soufflage avec bi-étirage" et qui consiste à procéder aux différentes étapes successives suivantes: - 1ère étape (El, figure 6) qui consiste à injecter une préforme. Lors de cette étape, la préforme (5) est obtenue par injection dans un moule (6) d'une matière plastique (7), par exemple, de type polymère thermoplastique. A partir d'un matériau plastifié par la chaleur, on procède à son injection à travers une buse de faible diamètre (8) dans la cavité du moule de préforme. Sous l'effet de la pression d'injection, le matériau remplit la cavité du moule et se solidifie en se refroidissant au contact des parois du moule. La préforme (5) ainsi réalisée est transférée pour subir la 2ème étape. - 2ème étape (E2, figure 7) qui consiste à reconditionner thermiquement la préforme, c'est-à-dire à réchauffer à une température suffisante pour permettre l'étape suivante (8). Le réchauffage de la paroi de la préforme doit être uniforme et est réalisé par des moyens de réchauffage (9) du type électrique comprenant un chauffage central interne (9a) et un chauffage périphérique externe (9b). - 3ème étape (E3, figure 8) qui consiste à étirer axialement la préforme grâce à un tige d'élongation (10) et à l'étirer radialement par gonflage à l'aide d'air comprimé. La préforme étant disposée à l'intérieur d'un moule (11). - 4ème étape (E4, figure 9) qui consiste à éjecter la bouteille (1) réalisée lors de la 3ème étape et à la laisser se refroidir. Dans l'industrie de la fabrication industrielle des bouteilles il n'est bien entendu pas question de réaliser les bouteilles individuellement les unes après les autres comme on pourrait le faire à titre expérimental. Ainsi, à l'aide d'une seule et même machine (13) il est non seuiement exécuté les quatre étapes du procédé (El, E2, E3, E4) mais fabriqué simultanément plusieurs bouteilles comme, par exemple, huit bouteilles (la, lb, lc, ld, le, lf, lg, lh). Ainsi la machine (12) comprend un plateau mobile (13) pivotant autour d'un axe vertical ' disposé sur le bâti (14) et quatre postes de travail (15, 16, 17, 18) correspondants aux quatre étapes successives du procédé (El, E2, E3, E4). A savoir, un premier poste (15) où est réalisée la première étape (El) d'injection des préformes, un deuxième poste (16) où est réalisée la deuxième étape (E2) de reconditionnement, un troisième poste (17) où est réalisé le soufflage proprement dit de la troisième étape (E3) du procédé et un quatrième poste (18) où se fait la dernière et quatrième étape (E4) c'est-à-dire l'éjection des bouteilles réalisées.Ainsi, il est réalisé simultanément, en un cycle d'une durée (T) sur le premier poste (15) la première étape (El) d'injection des préformes, sur le deuxième poste (16) la deuxième étape (E2) de reconditionnement, les préformes ayant été injectées sur le premier poste (15) lors du cycle précédent, sur le troisième poste (17) la troisième étape (E3) d'injection des préformes reconditionnées sur le deuxième poste (16) lors du cycle précédent et injectées lors du cycle précédent ce dernier cycle, sur le quatrième poste (18), la quatrième étape (E4) d'éjection des bouteilles ayant été soufflées sur le troisième poste (17) lors du cycle précédent. Le plateau pivotant (13) est en fait un plateau de manutention destiné simultanément: - à faire passer l'ensemble des préformes injectées du premier poste de travail (15) au deuxième poste de travail (16), - à faire passer l'ensemble des préformes reconditionnées thermiquement du deuxième poste de travail (16) au troisième poste de travail (17), - à faire passer les bouteilles soufflées du troisième poste de travail (17) sur le quatrième poste de travail (18) d'éjection. Comme nous l'avons dit préalablement, le procédé selon l'invention permet de réaliser simultanément plusieurs bouteilles et, par exemple, simultanément huit bouteilles (la, lb, îc, ld, le, lf, lg, lh) et, sur chacun des postes de travail, il y est procédé à plusieurs exécutions simultanées. Ainsi, sur le premier poste (15) on injecte simultanément, par exemple, huit préformes (5a, 5b, 5c, 5d, Se, Sf, Sg, 5h) par injection de matière plastique dans huit moules disposés côte à côte, comme cela est illustré schématiquement à la figure 12. Au deuxième poste (16) les huit préformes réalisées par injection sur le premier poste (15) sont reconditionnées. Le reconditionnement est un reconditionnement thermique qui consiste à réchauffer les huit préformes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) pour que la matière les constituant se trouve à un poste à une température suffisante permettant l'opération suivante de soufflage. L'invention concerne plus particulièrement la troisième étape (E3) du procédé, réalisée sur le troisième poste. Ainsi, selon l'invention, le soufflage de toutes les préformes reconditionnées ne se fait pas en une seule opération, et en un seul temps, mais au moins en deux temps, lors de deux opérations successives comme cela est représenté aux figures 14 et 15. Le moule (11) étant constitué de façon connue en soi par deux demi-moules (1 la, 1 lob) dont la fermeture se fait grâce à plusieurs vérins (110) pour former la succession des huit empreintes (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h). Ainsi, après fermeture du moule (11) sur les huit préformes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) comme cela est représenté à la figure 14 dans la première opération et, comme cela est illustré à la figure 16, on étire les huit préformes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) par engagement vers le bas des huit tiges d'élongation (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h) tandis qu'on procède au soufflage de certaines des préformes tandis que dans l'opération suivante on souffle les préformes restantes. Ainsi dans la première opération (01, figure 16), on souffle, par exemple, une préforme sur deux et, par exemple, les quatre préformes (5a, 5c, 5e, 5g).Le soufflage (S1) de ces premières préformes se faisant à forte pression tandis qu'une faible pression est maintenue dans les préformes restantes (5b, 5d, 5f, 5h). Dans une deuxième opération (02) qui est une opération qui suit la première opération, on procède au soufflage (S2) des quatre préformes (5b, 5d, 5f, 5h) comme cela est illustré à la figure 17. Au quatrième poste (18), toutes les bouteilles ayant été soufflées au troisième poste sont éjectées. Lors de cette étape, le moule ayant servi lors de l'étape précédente au soufflage des huit bouteilles s'ouvre pour laisser échapper lesdites bouteilles ainsi réalisées comme cela est représenté à la figure 18. La figure 19 est un diagramme illustrant en abscisse schématiquement la durée des quatre étapes (El, E2, E3, E4) s'exécutant simultanément. Au premier poste (15) est faite la première étape du procédé qui consiste à injecter (étape El), à refroidir (étape R1). L'ensemble de ces actions dure un temps (T) déterminé. Pendant ce même temps (T) est réalisé sur le deuxième poste (16) le conditionnement thermique (E2), le retrait des moyens de chauffage (R2). Pendant ce même temps (T) on procède à l'étape suivante, qui consiste au soufflage des préformes, qui se fait en deux temps successifs la première opération (01) de soufflage (S1) des préformes (5a, 5c, 5e, 5g) et la deuxième opération (02) de soufflage (S2) des préformes restantes (5b, 5d, 5f, 5h). Bien entendu, au temps (T) de chacune des étapes (El, E2, E3) il convient d'ajouter un temps (Tf) nécessaire à l'ouverture des moules et à la rotation du plateau pivotant. Le dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé c'est-à-dire la machine (12) avec ses différents postes de travail (15, 16, 17, 18) comprend des moyens de commandes des différentes opérations et, bien entendu, des moyens de commande du soufflage en deux opérations (O 1, 02). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication par soufflage de corps creux en matière plastique (1) à partir d'une préforme (5) du type selon lequel dans un même moule (11, lla, llb) il est procédé au soufflage simultané de plusieurs desdits corps creux (la, lc, le, id - lb, id, if, lh) caractérisé en ce que l'étape de soufflage (E3) se fait en deux opérations successives (01, 02), une première opération (01) lors de laquelle il est procédé au soufflage (S1) d'une partie des préformes (5a, 5c, 5e, 5g ou 5b, 5d, 5f, 5h) suivie d'une deuxième opération (02) qui consiste à procéder au soufflage (S2) du reste des préformes (5b, Sd, 5f, 5h ou 5a, 5c, 5e, 5g). 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de soufflage (E3) est précédée d'une étape d'injection (El) des préformes (5). 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape d'injection (El) consiste à injecter en même temps un ensemble de préformes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) en nombre identique au nombre de préformes soufflées dans l'étape de soufflage (E3). 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape de soufflage (E3) est faite pendant sensiblement le même temps T que l'étape d'injection (El) des préformes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h). 5. Dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend au moins quatre postes de travail., à savoir, un premier poste (15) où est réalisée la première étape (El) d'injection des préformes, un deuxième poste (16) où est réalisée la deuxième étape (E2) de reconditionnement, un troisième poste (17) où est réalisé le soufflage proprement dit de la troisième étape (E3) du procédé et un quatrième poste (18) où se fait la dernière et quatrième étape (E4) c'est-à-dire l'éjection des bouteilles réalisées.