Brevet FR2877602A1 — publié le 20060512

Moule pour une machine de soufflage de récipients et procédé de fabrication de récipients à l'aide d'un tel moule L'invention a trait au soufflage des récipients à partir d'ébauches, généralement en matière thermoplastique. Rappelons que le soufflage d'un récipient a lieu dans un moule dont la paroi définit une cavité au sein de laquelle est introduite l'ébauche, cette dernière venant, au cours du soufflage, épouser la paroi sous l'effet de la pression gazeuse élevée qui règne dans l'ébauche, préalablement chauffée de manière à permettre sa déformation plastique. Un besoin s'est exprimé, pour certaines applications de munir les récipients d'une poignée qui définit, avec le corps du récipient, une ouverture permettant le libre passage de la main. A ce jour, la fabrication de ce type de récipient peut être réalisée suivant deux techniques distinctes. La première consiste à mouler le récipient par injection, la poignée étant formée d'un bloc avec le corps du récipient auquel elle se rattache. Mais, comme déjà indiqué, la présente demande vise la technique du soufflage. Aussi, la technique du moulage par injection est-elle ici hors sujet. La seconde technique consiste à réaliser le corps du récipient par soufflage autour d'une poignée rapportée, introduite dans le moule préalablement au soufflage. Cette technique, exposée dans le brevet européen délivré sous le numéro EP-1 204 524 et dont la Demanderesse est à l'origine, a démontré qu'il est possible de réaliser un récipient à poignée par soufflage. Néanmoins, elle nécessite une cinématique complexe et coûteuse pour la mise en place de la poignée, la synchronisation de l'ensemble des opérations s'avérant particulièrement difficile à maîtriser et générant, malgré les efforts réalisés, une diminution de la cadence. C'est pourquoi les inventeurs se sont efforcés, tout en restant dans la technique du soufflage, de proposer une solution alternative plus simple. A cet effet, les inventeurs proposent, en premier lieu, un moule pour une machine de soufflage de récipients à partir d'ébauches, ce moule comportant une paroi définissant une cavité destinée à recevoir une ébauche et comportant au moins un insert de moulage qui, muni d'un ergot, est monté déplaçable par rapport à la paroi, entre: une position sortie dans laquelle l'ergot s'étend au moins en partie en saillie par rapport à la paroi, vers l'intérieur de la cavité, et une position rétractée dans laquelle l'ergot se trouve escamoté à l'intérieur de la paroi. Lors du soufflage, la matière de l'ébauche vient épouser l'ergot en saillie, qui forme ainsi dans le corps du récipient une empreinte en creux avec laquelle viendra coopérer ultérieurement une poignée rapportée de préhension du récipient. Suivant un mode de réalisation, la cavité s'étendant suivant un axe principal, l'ergot s'étend, dans la position sortie, sensiblement parallèlement à cet axe, en étant par exemple monté mobile en translation par rapport à la paroi du moule. Suivant un mode de réalisation, la paroi du moule présente une excroissance vers l'intérieur de la cavité, excroissance dans laquelle l'insert est reçu. L'insert est par exemple un suiveur de came, le moule comportant un mécanisme d'actionnement qui comporte une 35 came montée mobile par rapport à la paroi, entre: - une position inactive dans laquelle elle permet à l'insert d'adopter sa position rentrée, et - une position active dans laquelle elle déplace l'insert vers sa position sortie. L'insert est par exemple déplaçable en translation suivant une direction parallèle à un axe principal de la cavité du moule, la came étant quant à elle déplaçable en translation suivant une direction perpendiculaire à cet axe principal. Suivant un mode de réalisation, la came présente une surface de came oblique par rapport à la direction de déplacement de la came, qui coopère avec une surface d'appui ménagée sur le suiveur de came, oblique par rapport à la direction de déplacement du:suiveur de came. Le suiveur de came est par exemple muni d'au moins un pion qui s'étend en saillie perpendiculairement à la direction de déplacement du suiveur de came, ce pion coopérant avec une rainure ménagée dans la came parallèlement à la surface de came. Le mécanisme d'actionnement peut comporter un ressort de rappel qui sollicite la came vers sa position inactive, ainsi que, par exemple, un vérin muni d'une tige à une extrémité de laquelle est montée la came. Le moule peut également comporter un ressort de rappel qui sollicite l'insert vers sa position rétractée. Suivant un mode de réalisation, le moule comporte, en pratique, deux inserts munis chacun d'un ergot, et déplaçables conjointement par rapport à la paroi, entre: une position sortie dans laquelle les ergots s'étendent tous deux au moins en partie en saillie par rapport à la paroi, vers l'intérieur de la cavité, et une position rétractée dans laquelle les ergots se trouvent tous deux escamotés à l'intérieur de la paroi. Les inventeurs proposent également, en second lieu, un procédé de fabrication d'un récipient par soufflage à partir d'une ébauche en matière thermoplastique, ce procédé mettant en oeuvre un moule tel que présenté ci-dessus et comportant les étapes consistant: à : - introduire l'ébauche dans la cavité ; placer l'insert de moulage dans sa position sortie; former le récipient par soufflage ou étirage/soufflage de l'ébauche dans la cavité ; - une fois le récipient formé, placer l'insert dans sa 10 position rétractée; retirer du moule le récipient ainsi formé. Suivant un mode de réalisation, l'étape de mise en place de l'insert est réalisée pendant l'étape de soufflage avant que la matière de l'ébauche n'atteigne les 15 ergots. Le procédé comporte enfin, pour la finition du produit, une étape consistant, après formation du récipient, à monter sur celui-ci une poignée rapportée munie d'au moins une griffe apte à coopérer de manière amovible avec une empreinte en creux formée, dans la paroi du récipient, par l'ergot de l'insert lors de l'étape de formage du récipient. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après 25 en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partielle montrant un moule selon l'invention, en position rétractée des inserts; - la figure 2 est une vue en perspective du moule 30 de la figure 1 dans la même position, suivant un autre angle de vue; - la figure 3 est une vue en coupe d'un moule suivant l'invention, dans la position rétractée des inserts de moulage; - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 3, dans la position sortie des inserts de moulage; - la figure 6 est une vue en coupe suivant le plan VI-VI de la figure 5; - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective montrant les inserts de moulage du moule des figures précédentes, associées à leur mécanisme d'actionnement; et - les figures 9 et 10 illustrent l'étape de montage d'une poignée rapportée sur un récipient formé au moyen d'un moule tel que représenté sur les figures précédentes. L'on souhaite réaliser par soufflage ou par étirage- soufflage, à partir d'une ébauche 1 en matière thermoplastique (il s'agit en l'occurrence, comme représenté en traits interrompus sur la figure 3, d'une préforme réalisée au préalable par moulage par injection), un récipient 2 ayant un corps 3 sur lequel on accrochera ensuite une poignée 4 rapportée, montée par encliquetage comme cela est représenté sur les figures 9 et 10. Afin de permettre l'accrochage de la poignée 4 sur le corps 3 du récipient 2, on souhaite former dans le corps 3 au moins une empreinte 5, 6 en creux avec laquelle coopérera une griffe 7, 8 de la poignée 4. Plus précisément, suivant un mode de réalisation illustré sur les figures 9 et 10, l'on souhaite former dans le corps 3 du récipient 2 deux empreintes 5, 6 antagonistes, c'est-à-dire dont les concavités respectives sont opposées, destinées à recevoir deux griffes 7, 8 de la poignée 4, dont elles sont complémentaires. Il sera expliqué ultérieurement comment est effectué le montage de la poignée 4 sur le corps 3 du récipient 2; les moyens destinés à former les empreintes 5, 6, et leur mise en oeuvre sont maintenant détaillés. Sur les figures 1 à 6 est représenté un moule 9 destiné à équiper une machine de soufflage (non représentée), pour le formage des récipients 2. Ce moule 9 est formé par assemblage de deux demi moules 10, il dont l'un 10 est représenté seul sur les figures 1, 2, 3 et 5. Le moule 9 comporte une paroi 12, par exemple réalisée dans un alliage d'aluminium, et percée de conduits 13 pour la circulation d'un liquide caloporteur pour la chauffe ou le refroidissement du moule 9. Cette paroi 12 définit une cavité 14, réalisée par un usinage de précision, destinée à recevoir l'ébauche 1, comme illustré sur la figure 3, et dont la forme correspond à celle du récipient 2 à former. Comme cela est visible sur la figure 1, la cavité 14 est globalement répartie autour d'un axe principal X qui s'étend suivant la plus grande dimension de la cavité 14 (c'est-à-dire du récipient 2), à l'exception d'une zone dans laquelle la paroi 12 présente une excroissance 15 qui s'étend en saillie vers l'intérieur de la cavité 14, cette excroissance 15 étant destinée à former sur le corps 3 du récipient 2, lors du soufflage, une réserve 16 en creux de dimension suffisante pour accueillir la main d'un utilisateur, réserve 16 dans laquelle sera montée la poignée 4. L'excroissance 15 présente une face latérale 17, sensiblement plane et parallèle à l'axe X principal de la cavité 14, prolongée vers le haut et vers le bas, respectivement par une face supérieure 18 et une face inférieure 19, également planes, mais obliques par rapport à l'axe X principal. Le moule 9 comporte un dispositif 20 spécifique pour la formation des empreintes 5, 6, monté dans la paroi 12, et qui comporte deux inserts 21, 22 dits de moulage, à savoir un insert 21 supérieur et un insert 22 inférieur, reçus dans l'excroissance 15 et munis chacun d'un ergot 23, 24 respectif, chacun de ces inserts étant monté dans la paroi 12 en étant déplaçables par rapport à celle-ci entre: - une position sortie dans laquelle chaque ergot 23, 24 s'étend au moins en partie en saillie par rapport à la paroi 12, vers l'intérieur de la cavité 14, sensiblement parallèlement à l'axe X principal (figures 5 et 6) , et une position rétractée dans laquelle chaque ergot 23, 24 se trouve escamoté à l'intérieur de la paroi 12 (figures 1 à 4). En position sortie, l'ergot 23 de l'insert 21 supérieur s'étend en saillie par rapport à la face supérieure 18 de l'excroissance 15, tancns que l'ergot 24 de l'insert 22 inférieur s'étend en saillie par rapport à la face inférieure 19 de l'excroissance 15. Plus précisément, chaque insert 21, 22 est monté mobile en translation par rapport à la paroi 12, sensiblement parallèlement à l'axe X principal de la cavité 14. Les mouvements respectifs des inserts 21, 22 sont à la fois synchronisés et antagonistes. Autrement dit, les inserts 21, 22 occupent simultanément leur position sortie d'une part, et leur position rétractée d'autre part, le passage de l'une à l'autre de ces positions s'effectuant simultanément pour les deux inserts 21, 22. Le guidage de chaque insert 21, 22 est assuré, d'une part, par l'ergot 23, 24 qui traverse une lumière 25, 26 complémentaire formée dans la paroi 12 et débouchant dans la cavité 14 et, d'autre part, par un doigt 27, 28 reçu dans une rainure 29, 30 complémentaire formée dans la paroi 12 du moule 9. Des ressorts 3:L, 32 de rappel sollicitent en permanence les inserts 21, 22 vers leur position rétractée. Suivant un mode de réalisation illustré sur les figures, les inserts 21, 22 sont des suiveurs de came, le dispositif 20 comportant un mécanisme 33 d'actionnement muni d'une came 34 agissant conjointement sur les deux inserts 21, 22, et montée dans la paroi 12 en étant mobile par rapport à celle-ci entre: une position inactive dans laquelle la came 34 permet aux inserts 21, 22 d'occuper leur position rétractée, et une position active dans laquelle la came 34 repousse les inserts 21, 22 vers leur position sortie. Suivant un mode de réalisation illustré sur les figures, et comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 4 et 6, la came 34 est déplaçable en translation suivant une direction perpendiculaire à l'axe X principal. Comme cela est représenté notamment sur la figure 6, la came 34 a un profil sensiblement trapézoïdal, et présente deux surfaces 35, 36 de came obliques par rapport à la direction de déplacement de la came 34, chacune de ces surfaces 35, 36 coopérant avec une surface 37, 38 d'appui, ménagée sur chaque insert 21, 22 à l'opposé de l'ergot 23, 24, et oblique par rapport à la direction de déplacement de l'insert 21, 22. Afin de permettre un guidage précis des inserts 21, 22, chacun d'eux est muni d'au moins un pion 39, 40 qui s'étend en saillie perpendiculairement à la direction de déplacement de l'insert 21, 22, ce pion 39, 40 coopérant avec une rainure 41, 42 ménagée dans la came 34 parallèlement à la surface 35, 36 de came. En pratique, deux pions 39, 40 sont en fait prévus de part et d'autre de chaque insert 21, 22, la came 34 étant quant à elle munie de quatre rainures 41, 42 symétriques deux à deux, chacune propre à recevoir un pion 39, 40. Comme cela est bien visible sur les figures 4 et 6, le mécanisme 33 d'actionnement comporte un vérin 43 pneumatique muni d'une tige 44 dont une première extrémité 45 est conformée en un piston monté coulissant dans un cylindre 46 formé dans la paroi 12, la came 34 étant montée sur une seconde extrémité 47 de la tige 44, opposée à la première 45. Une rondelle 48 ferme une extrémité 49 du cylindre 46, située du côté de la came 34, une extrémité opposée 50 du cylindre 46 étant fermée par une plaque 51, rapportée fixée par l'extérieur du moule 9 sur la paroi 12. Un ressort 52 de rappel, monté dans le cylindre 46 et interposé entre la première extrémité 45 conformée en piston de la tige 44 du vérin 43 et cette rondelle 48, sollicite en permanence la came 34, par l'intermédiaire de la tige 44, vers sa position inactive, tel qu'illustré sur la figure 4. On décrit à présent le procédé de fabrication du récipient 2, mettant en oeuvre le moule 9 qui vient d'être 20 décrit. Ce procédé comporte en premier lieu une étape d'introduction de l'ébauche 1 dans la cavité 14, tandis que, la came 34 étant dans sa position inactive, les inserts 21, 22 sont dans leur position rétractée (figure 3). Cette étape d'introduction, classique, est réalisée de manière connue, moule 9 ouvert (c'est-à-dire que les deux demi moules 10, 11 sont écartés l'un de l'autre), l'ébauche 1 étant amenée transversalement, chaude, au moyen d'un dispositif de transfert approprié, tel qu'un bras de transfert (non représenté). Le moule 9 étant refermé, on procède ensuite au soufflage ou à l'étiragesoufflage de l'ébauche de manière connue en soi.Le mécanisme 33 d'actionnement est commandé pendant le soufflage ou l'étirage-soufflage de l'ébauche 1 de sorte à sortir les ergots 23, 24 avant que ceux-ci ne soient atteints par le récipient en cours de formation. A cet effet, on peut raccorder pneumatiquement, au moyen d'une dérivation, le cylindre 46 au circuit d'alimentation de l'ébauche 2 (typiquement le circuit d'alimentation des tuyères de soufflage dans les machines du type de celles de la demanderesse), 1'actionnement du vérin 43 étant ainsi réalisé dès la mise sous pression de l'ébauche 1. Compte tenu de sa plasticité, la matière du récipient 2 vient au contact de la paroi de la cavité 14 jusqu'autour des ergots 23, 24 qu'elle épouse pour former les empreintes 5, 6 destinées à recevoir ultérieurement les griffes 7, 8 de la poignée 4. A la fin du soufflage ou de l'étirage-soufflage, la pression dans le récipient 2 est ramenée à la pression atmosphérique, les inserts 21, 22 étant alors ramenés à leur position rétractée par une action combinée des ressorts 31, 32 de rappel et du mouvement inversé du vérin 43, pour permettre le démoulage du récipient 2. On ouvre alors le moule 9 dont on retire le récipient 2 ainsi formé, sur le corps 3 duquel on fixe ensuite la poignée 4. Celle-ci comporte un corps 53 en forme d'anneau ouvert, muni d'une languette 54 flexible portant à une extrémité libre une dent 55 qui vient s'encliqueter dans un logement 56 complémentaire formé dans une partie du corps 53 en regard. Ainsi, la poignée 4 peut adopter deux configurations, à savoir: une configuration ouverte, représentée sur la figure 9, dans laquelle la languette 54 est repliée à l'intérieur de la boucle formée par le corps 53, et où la dent 55 se trouve à distance de son logement 56; dans cette configuration, sous l'effet de l'élasticité de la poignée 4, la distance séparant les extrémités des griffes 7, 8 est inférieure à la distance séparant leurs empreintes 5, 6 respectives, de manière à permettre l'introduction sans effort de la poignée 4 dans la réserve 16, et une configuration fermée, représentée sur la figure 10, dans laquelle, après avoir mis en place la poignée 4 et poussé la languette 54 jusqu'à encliquetage de la dent 55 dans son logement 56, les griffes 7, 8 sont reçues de manière inamovible dans leurs empreintes 5, 6, sauf à replacer la poignée 4 dans sa configuration ouverte par action sur la languette 54, par exemple pour permettre à une même poignée 4 d'être réutilisée sur plusieurs récipients successifs à mesure que ceux- ci sont vidés de leurs contenus. On comprend qu'il est ainsi possible de réaliser, de manière simple, par soufflage, un récipient 2 à poignée 4 rapportée, celle-ci étant montée après que le corps 3 du récipient 2 a été formé. D'une part, il ne résulte des dispositions qui précèdent aucune complication excessive de la fabrication et de la structure du moule. D'autre part, le procédé qui vient d'être décrit n'impose pas une diminution de la cadence par rapport à un soufflage classique, les étapes de sortie et de rétractation des inserts de moulage étant réalisées en temps masqué pendant les étapes ordinaires du soufflage (étirage, dégazage). REVENDICATIONS 1. Moule (9) pour une machine de soufflage de récipients (2) à partir d'ébauches (1, ce moule (9) comportant une paroi (12) définissant une cavité (14) destinée à recevoir une ébauche (1), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un insert (21, 22) de moulage qui, muni d'un ergot (23, 24), est monté déplaçable par rapport à la paroi (12), entre: une position sortie dans laquelle l'ergot (23, 24) s'étend au moins en partie en saillie par rapport à la paroi (12), vers l'intérieur de la cavité (14) , et - une position rétractée dans laquelle l'ergot (23, 24) se trouve escamoté à l'intérieur de la paroi (12). 2. Moule (9) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la cavité (14) s'étendant suivant un axe (X) principal, l'ergot (23, 24) s'étend, dans la position sortie, sensiblement parallèlement à l'axe (X) principal. 3. Moule (9) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (21, 22 de moulage est monté mobile en translation par rapport à la paroi (12) du moule (9). 4. Moule (9) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi (12) du moule (9) présente une excroissance (15) vers l'intérieur de la cavité (14), et en ce que l'insert (21, 22) de moulage est reçu dans cette excroissance (15). 5. Moule (9) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'insert (21, 22) de moulage est un suiveur de came, et en ce que le moule (9) comporte un mécanisme (33) d'actionnement qui comporte une came (34) montée mobile par rapport à la paroi (12), entre: une position inactive dans laquelle la came (34) permet à l'insert (21, 22) d'adopter sa position 35 rétractée, et une position active dans laquelle la came (34) pousse l'insert (21, 22) vers sa position sortie. 6. Moule (9) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'insert (21, 22) est déplaçable en translation suivant une direction parallèle à un axe (X) principal de la cavité (14), et en ce que la came (34) est déplaçable en translation suivant une direction perpendiculaire à cet axe (X) principal. 7. Moule (9) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la came (34) présente une surface (35, 36) de came oblique par rapport à la direction de déplacement de la came (34), qui coopère avec une surface (37, 38) d'appui ménagée sur l'insert (21, 22), oblique par rapport à la direction de déplacement de l'insert (21, 22). 8. Moule (9) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'insert (21, 22) est muni d'au moins un pion (39, 40) qui s'étend en saillie perpendiculairement à la direction de déplacement de l'insert (21, 22), ce pion (39, 40) coopérant avec une rainure (41, 42) ménagée dans la came (34) parallèlement à la surface (35, 36) de came. 9. Moule (9) selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le mécanisme (3:3) d'actionnement comporte un ressort (52) de rappel qui sollicite la came (34) vers sa position inactive. 10. Moule (9) selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le mécanisme (33) d'actionnement comporte un vérin (43) muni d'une tige (44) à une extrémité (47) de laquelle est montée la came (34). 11. Moule (9) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (31, 32) de rappel qui sollicite l'insert (21, 22) vers sa position rétractée. 12. Moule selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte deux inserts (21, 22) 35 munis chacun d'un ergot (23, 24), et déplaçables 2877602 14 conjointement par rapport à la paroi (12), entre: une position sortie dans laquelle les ergots (23, 24) s'étendent tous deux au moins en partie en saillie par rapport à la paroi (12), vers l'intérieur de la cavité (14), et - une position rétractée dans laquelle les ergots (23, 24) se trouvent tous deux escamotés à l'intérieur de la paroi (12). 13. Procédé de fabrication d'un récipient (2) par soufflage à partir d'une ébauche (1) en matière thermoplastique, ce procédé mettant en oeuvre un moule (9) selon l'une des revendications 1 à 12 et comportant les étapes consistant à : introduire l'ébauche (1) dans la cavité (14) ; placer l'insert (21, 22) de moulage dans sa position sortie; - former le récipient (2) par soufflage ou étirage/soufflage de l'ébauche (1) dans la cavité (14) ; - une fois le récipient (2) formé, placer l'insert (21, 22) de moulage dans sa position rétractée; retirer du moule (9) le récipient (2) ainsi formé. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de mise en place de l'insert (21, 22) est réalisée pendant l'étape de soufflage avant que la matière de l'ébauche (1) n'atteigne les ergots. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, comportant une étape consistant, après formation du récipient (2), à monter sur celui-ci une poignée (4) rapportée munie d'au moins une griffe (7, 8) apte à coopérer de manière amovible avec une empreinte (5, 6) en creux formée, dans le corps (3) du récipient (2), par l'ergot (23, 24) de l'insert (21, 22) de moulage lors du formage du récipient (2).