Brevet FR2890891A1 — publié le 20070323

Dispositif de chauffage de préformes pour machine de soufflage de récipients et machine de soufflage de récipients utilisant un tel dispositif de chauffage La présente invention concerne un dispositif de chauffage de préformes pour machine de soufflage de récipients. Elle concerne aussi une machine de soufflage de récipients utilisant un tel dispositif de chauffage. Dans l'état de la technique, il est connu de former par soufflage dans un moule un récipient comme une bouteille en matière thermoplastique à partir d'une préforme. La préforme affecte la forme d'un tube sensiblement cylindrique appelée corps dont une extrémité est fermée et servira de fonds au récipient de forme finale et dont l'autre extrémité est ouverte et servira de col ou d'ouverture au récipient de forme finale. Initialement, les préformes sont à température ambiante avant d'être introduite dans le moule de soufflage. Le corps des préformes doit être chauffé de manière uniforme dans l'ensemble de la masse à une température assurant son ramollissement, sauf le cas échéant sa partie de col qui doit être protégée de la chauffe. Pour se faire, les préformes sont introduite les unes à la suite des autres tout en les faisant tourner dans un dispositif de chauffage, et ceci, tout en protégeant le col d'une chauffe éventuelle. Dans l'état de la technique, et on pourra se reporter aux documents publiés au nom de la demanderesse, il est décrit comment assurer le chauffage d'une préforme de manière aussi uniforme que possible dans l'ensemble de la masse de sa matière. Il a aussi été décrit comment assurer la protection de la partie de col sans que celle-ci subisse un ramollissement préjudiciable par exemple quand le col présente un filetage pour le bouchage du récipient de forme finale. Il a enfin été décrit comment assurer les deux fonctions précitées dans un dispositif de chauffage de 2890891 2 préformes lorsque celles-ci défilent à une cadence très élevée parce que la machine de soufflage dans laquelle le dispositif de chauffage est installé doit travailler à une cadence de production très élevée. Cependant, lors de l'exploitation d'une telle machine de soufflage, il est apparu un problème particulier que l'invention vise à résoudre. En effet, pour différentes raisons, il arrive des situations dans lesquelles la machine de soufflage doit être arrêtée de manière aussi rapide que possible. C'est le cas lorsque un incident survient sur une partie de la machine de soufflage. En particulier, on doit comprendre que de telles machines de soufflage de récipients sont des machines comportant un nombre très élevé de composants mécaniques fixes ou en mouvement et que les circonstances de panne, même lorsqu'elles sont réduites par construction autant qu'il est possible, peuvent survenir de manière dramatique. En particulier, il est apparu que, lors du fonctionnement d'une telle machine, un arrêt brutal de la machine de soufflage conduit à une situation dans laquelle les préformes en cours de chauffe dans le dispositif de chauffage associé à la machine à l'arrêt viennent en déformation extrême se coller et se refroidir ensuite sur les composants actifs du dispositif de chauffage. Il en résulte que le dispositif de chauffage doit être démonté et nettoyé complètement, et parfois même, certains composants actifs doivent être changés. Par ailleurs, à cause notamment du fait que les régions de col des préformes peuvent ne pas présenter la même configuration géométrique lorsque une nouvelle campagne de soufflage d'un modèle différent de récipient est initialisée, il faut particulièrement modifier la configuration du dispositif de chauffage, de façon à l'adapter à la forme de col particulière et parfois même à des dimensions ou des formes de la préforme différentes par rapport aux préformes utilisées lors de la campagne de soufflage du modèle précédent. Dans ce cas, il faut alors démonter le dispositif de 2890891 3 chauffage de façon plus ou moins complète jusqu'à pouvoir accéder aux composants qu'il faut changer pour modifier sa configuration en fonction de la nouvelle campagne. Dans l'un ou l'autre de ces deux problèmes, les opérations de maintenance sont longues. En conséquence, la machine de soufflage est immobilisée pendant une durée pendant laquelle elle ne produit pas. L'invention vise à réduire considérablement ces inconvénients de l'état de la technique. En chauffage récipients effet la présente invention concerne un dispositif de de préformes pour une machine de soufflage de du genre comportant une chaîne de transfert pourvue de moyens de préhension de préformes qui défile dans au moins une enceinte de chauffage. Selon l'invention, le dispositif de chauffage comporte un moyen pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation de l'enceinte de chauffage. Selon un aspect de l'invention, le moyen pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation de l'enceinte de chauffage comporte au moins une colonne mobile relativement à une partie fixe. Selon un aspect de l'invention, le moyen pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation de l'enceinte de chauffage comporte un moyen moteur qui coopère avec un moyen de commande pour activer la mobilisation d'au moins une partie mobile d'au moins une enceinte de chauffage lors d'un mode de maintenance ou d'un mode d'arrêt d'urgence. Selon un aspect de l'invention, ledit moyen moteur coopère avec un moyen de verrouillage. Selon un aspect de l'invention, au moins un élément d'enceinte de chauffage comporte une partie mobile relativement à 30 une partie fixe. Selon un aspect de l'invention, la partie mobile de l'élément d'enceinte est montée sur une articulation de type charnière relativement à ladite partie fixe. Selon un aspect de l'invention, au moins une partie mobile 5 d'au moins une enceinte de chauffage coopère avec un moyen de freinage. L'invention concerne aussi une machine de soufflage de récipients à partir de préformes qui comporte au moins une machine de chauffage selon ce qui a été défini ci-dessus. D'autres caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées parmi lesquelles: - - la figure 1 est une vue schématique de face d'un dispositif de chauffage de l'état de la technique; -- la figure 2 est une vue schématique de dessus du dispositif de chauffage la figure 1; - - la figure 3 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif de chauffage selon un premier mode de réalisation de l'invention; -- la figure 4 est une vue schématique du dispositif de chauffage de la figure 3 dans un deuxième état; - - la figure 5 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif de chauffage selon un second mode de réalisation de l'invention et; -- la figure 6 est une vue schématique de dessus d'une application de l'invention à une architecture zigzag de la chaîne de transfert de préformes. À la figure 1, un dispositif de chauffage de l'état de la technique a été représenté par une étude de face partielle, avec une partie d'un dispositif de transfert, 5, le dispositif de chauffage étant composé d'une pluralité d'enceintes de chauffage 9 -- 1 à 9 -- n. Le 2890891 5 dispositif de transfert comporte une chaîne de transfert qui est construite autour de deux roues d'entraînement 3 et 7 d'axe vertical. La chaîne de transfert comporte une pluralité de moyens de préhension dont chacun porte au moins une préforme qui n'a pas été représentée pour éclaircir le dessin. À la figure 2, le dispositif de chauffage est vu de dessus et chaque enceinte de chauffage est constituée par une paire d'éléments comme les éléments 9 -- 1 a et 9 -- 1 b autour de la partie aller de la chaîne de transfert 5 et les éléments 9 -- 1c et 9 --1 d autour de la partie retour de la chaîne de transfert 5. Chaque paire d'élément qui est décrit permet de constituer une enceinte relativement fermée à l'intérieur de laquelle la préforme est mise en mouvement de façon à uniformiser l'échauffement sur la plus grande partie de la masse de matière de la préforme, en utilisant une mise en rotation de la préforme fixée au moyen de transfert (non représenté) sur la chaîne de transfert 5. Une préforme 17 est amenée par un dispositif de chargement non représenté, selon la flèche 11 de façon à être chargée dans un moyen de transfert disponible qui passe sur la roue 3 d'entrée et la préforme 17 suit alors le chemin indiqué par la flèche 12 sur la partie aller de la chaîne de transfert 5. Chaque préforme comme la préforme 17 parcoure ainsi à vitesse relativement constante l'ensemble du trajet indiqué par la flèche 12, publie la préforme suit un trajet de demi-tour en tournant sur la roue 7 de retour pour entrer dans les enceintes de chauffe constituées par la pluralité d'éléments de chauffe qui entourent le trajet retour . Puis la préforme chauffée suit le trajet indiqué par la flèche 15 sous l'action d'un dispositif de transfert particulier non représenté pour rejoindre un moyen de chargement (non représenté) dans un moule de soufflage (non représenté) et subira ensuite le traitement de moulage par soufflage qui n'est pas concerné directement par la présente invention. Lorsque une panne intervient, et qu'un arrêt d'urgence est déclenché, les préformes sont brutalement immobilisées dans les enceintes de chauffe et leurs déformations atteignent de telles degrés qu'elles peuvent venir se coller contre les éléments chauffants ou les parois des enceintes de chauffage. Il faut alors intervenir sur le dispositif de chauffage de façon à le nettoyer et le cas échéant à réparer les éléments qui ont été endommagés. Pour atteindre les parties nettoyables du dispositif de chauffage, il faut démonter la chaîne de transfert 5 et déposer les éléments des enceintes de chauffage, ce qui a été décrit ci-dessus comme une opération coûteuse, longue et compliquée. À la figure 3, on a représenté un dispositif de chauffage selon un premier mode de réalisation de l'invention. La vue de la figure 3 est une vue transversale d'une machine sensiblement équivalente à la machine représentée aux figures 1 et 2, dans laquelle on a représenté schématiquement un carrossage 20 à l'intérieur duquel est visible une roue 22 de la chaîne de transfert avec la partie aller 24 et la partie retour 26, qui portent visibles, respectivement une préforme 28 et une préforme 30. La roue 22 est solidaire d'un axe et est entraînée en rotation par une partie fixe 32, fixée au sol. Chaque enceinte d'un dispositif de chauffage selon l'invention est composée d'une première partie 34 et d'une seconde partie 36 qui entourent complètement une partie aller de la chaîne de transfert. De même, la partie retour de la chaîne de transfert est entourée par une enceinte comportant une première partie 38 et une seconde partie 40. Chaque partie d'enceinte de chauffage comporte une pluralité d'éléments chauffant comme les éléments 34 -- a, 34 -- b, 34 -- c, par exemple constitués par des lampes à infrarouge. Ces éléments chauffant sont solidaires d'un élément réflecteur 34 -- d qui est, par exemple, solidaire des parois limitant l'enceinte 34. Selon un aspect de l'invention, chaque partie d'enceinte de chauffage est montée sur au moins une colonne 42 qui est mobilisée dans une partie fixe 44 par un moyen moteur non représenté. En fonctionnement normal, le moyen moteur, associé à la partie fixe 44, coopère avec un frein et ou un moyen de verrouillage (non représentés), de sorte que la position relative de la chaîne de transfert 24, 26 et de chaque élément d'enceinte 34, 36 reste fixe pendant toute la durée normale de fonctionnement. Le moyen moteur associé à la partie fixe 44 est commandé par un moyen de commande, lui-même activé par un moyen de détection d'une situation d'urgence, ou par un moyen de configuration en mode de maintenance du dispositif de chauffage de l'invention. Dans un mode particulier de réalisation, chaque partie d'enceinte est associée à au moins une colonne associée à une seule partie fixe. Dans un mode particulier de réalisation plusieurs parties d'enceinte sont associées à au moins une colonne associée à au 20 moins un statif. À la figure 4, on a représenté le dispositif de la figure 3 lors d'un mode de fonctionnement dans lequel on a demandé simplement la dépose des éléments d'enceinte 34 et 36. Dans cette configuration, les moyens de commande concernés ont désactivé un moyen de verrouillage de l'enceinte 34,36, puis ont activé le moyen moteur qui fait descendre les éléments d'enceinte 34 et 36, de façon à les rendre facilement accessibles la partie 24 de la chaîne de transfert étant restée en position haute. Dans d'autres applications, l'ensemble des éléments de chauffage sont tous simultanément descendus en position de maintenance. On remarque que dans cette disposition, l'ensemble de la chaîne de transfert 24,26 est accessible et peut être réparée facilement. De même, les dispositifs de chauffage sont tous dégagés relativement à la chaîne de transfert et peuvent être accédés par le personnel de maintenance. À la figure 5, on a représenté un autre mode de réalisation d'un dispositif de chauffage selon l'invention. Alors que dans le cas de la figure 3 ou 4, le dispositif de chauffage est mobilisé en translation, et au moins pour un élément, entièrement, le dispositif de chauffage du mode de réalisation de la figure 5 est mobilisé simplement en partie, et en rotation. À cette fin, chaque élément d'enceinte comme l'élément 50, comporte une paroi externe 52 qui est mobile autour d'un axe ou charnière 56. Une partie fixe 58 de l'enceinte 50 est montée sur un statif 54. Les éléments chauffant 65, montés sur le réflecteur 62, sont solidaires de la paroi basculante 52. En position normale, l'élément d'enceinte 50 (figure 5) ne se distingue pas de l'élément d'enceinte 34 (figure 3) Lors du déclenchement d'une mise en configuration de maintenance du dispositif de chauffage par une action d'un opérateur sur l'automate de contrôle du fonctionnement de la machine de soufflage, ou lors d'un arrêt d'urgence de l'ensemble de la machine de soufflage à la détection d'un état de défaillance d'une partie de la machine de soufflage par un capteur convenable d'état d'urgence, ou encore par la manipulation par un opérateur d'un bouton d'arrêt d'urgence, le moyen de commande des moyens moteur associés à l'élément d'enceinte 50, désactivé un moyen de verrouillage (non représenté) qui permet de solidariser en fonctionnement normal la paroi mobile 52 à la partie fixe 58 de l'élément d'enceinte 50. Dans un mode particulier de réalisation des moyens moteur sont simplement constitués par la gravité et par une configuration convenable des éléments d'inertie de la partie mobile 2890891 9 52, 62, 60 permettant une descente automatique des parties mobiles 52 des éléments d'enceinte, selon la rotation indiquée par la flèche 60. Le mouvement de descente automatique peut être, dans un mode particulier de réalisation, freiné par un moyen de freinage, comportant par exemple un ressort à gaz. Ainsi qu'il est représenté à la figure 5, on constate que l'un des effets de l'invention est de permettre un déconfinement rapide des enceintes composant le dispositif de chauffage de l'invention. De cette façon, en cas d'un arrêt d'urgence de la machine de soufflage, l'inertie thermique du dispositif de chauffage n'a pas d'effets négatifs, grâce à la mesure de déconfinement apportée par la mobilisation des parties mobiles des éléments d'enceinte. A la figure 6 est illustrée de façon schématique un autre mode de réalisation d'une chaîne de transfert et d'un dispositif de chauffage incorporant l'invention Le dispositif de chauffage de l'invention mis en oeuvre dans la machine de la figure 6 comporte à l'intérieur d'un carrossage thermiquement isolant 91 deux rangées 93A et 93B d'éléments actifs de chauffage comportent notamment des rangées verticales de lampes à infrarouge (non représentées) qui coopèrent avec des réflecteurs convenables ainsi qu'il a été décrit dans les modes de réalisation précités. Chaque rangée 93A ou 93B produit un rayonnement de chauffage de chaque côté vers un élément de confinement Al ou A2 pour la rangée d'éléments actifs de chauffage 93A ou vers un élément de confinement B1 ou B2 pour la rangée d'éléments actifs de chauffage 93B. Les préformes ou ébauches effectuent alors quatre traversées successives du dispositif de chauffage - et donc quatre chauffages successifs entrecoupées de périodes de stabilisation thermique. Les ébauches arrivant en E sont délivrées par des moyens de 2890891 10 chargement 910 (tels qu'une roue de vêtissage) aux moyens de transport 92 constitués sous forme d'une chaîne 92, en boucle fermée, de dispositifs de support. La chaîne 92 pénètre alors dans la partie Al, 93A du dispositif de chauffage 91 par sa branche 94A où les ébauches subissent un premier chauffage, puis, après passage sur le tronçon 98A en boucle, un second chauffage sur la branche 95A, dans la partie 93A, A2 du dispositif de chauffage 91. Les ébauches passent alors sur un tronçon 911, de raccordement, qui définit également une zone de stabilisation thermique, les amenant à la seconde partie B1, 93B et 93B, B2 du dispositif de chauffage dans laquelle elles suivent un parcours analogue: branche 94B avec chauffage dans la partie B2, 93B du dispositif de chauffage 91, tronçon 98B en boucle avec stabilisation thermique, branche 95B avec chauffage dans la partie 93B, B2 du dispositif de chauffage 91. A la sortie de la branche 95B, un tronçon 912 amène les ébauches à des moyens de déchargement 913 (tels qu'une roue de "dévêtissage") où elles sont détachées des dispositifs de support de la chaîne 92 (laquelle retourne vers les moyens de chargement 910) et sont évacuées en S vers, par exemple, une unité de soufflage ou étirage-soufflage. Du fait que les moyens de déchargement 913 ne sont pas accolés immédiatement à la sortie du four, le tronçon 912 constitue, lui aussi, une zone de stabilisation thermique achevant la diffusion de la chaleur au sein du matériau thermoplastique. Les quatre branches de la chaîne de transfert de préformes 94A, 95A, 94B, 95B peuvent être mutuellement parallèles, de sorte qu'il est possible de constituer un dispositif d'agencement simple et compact, avec une moindre déperdition de chaleur. Pour appliquer le déplacement d'un élément de limitation des enceintes de chauffage du mode de réalisation de l'invention, il est 2890891 11 prévu selon les variantes de mobiliser toute ou partie seulement des éléments de confinement Al ou A2 et B1 ou B2 et/ou de leurs rangées respectives 93A et 93B d'éléments actifs de chauffage, de sorte que le confinement et/ou l'application de chaleur soient immédiatement évités ou bien lors d'un arrêt d'urgence ou bien lors d'une opération de maintenance ou encore lors de modification de la configuration du dispositif de chauffage. Les éléments chauffants 93A et 93B peuvent être simplement disposées entre deux paires de réflecteurs comme les deux réflecteurs marqués Al et A2 de part et d'autre de la file d'éléments chauffants 93A et comme les deux réflecteurs marqués B1 et B2 de part et d'autre de la file d'éléments chauffants 93B. Dans ce cas, le déconfinement peut être assuré par un mouvement de déconfinement des seuls réflecteurs extérieurs, respectivement en haut du dessin et en bas du dessin de la figure 6. Un tel mouvement de déconfinement peut être exécuté ainsi qu'il a été décrit plus haut, ou bien par un mouvement de rotation autour d'une charnière commune des réflecteurs, d'axe horizontal parallèle aux réflecteurs, ou bien par un mouvement de translation verticale dans une direction perpendiculaire au plan du dessin de la figure 6. 2890891 12 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de chauffage de préformes (28, 30) pour une machine de soufflage de récipients, du genre comportant une chaîne de transfert (24, 26) pourvue de moyens de préhension de préformes qui défilent dans au moins une enceinte de chauffage (34, 36), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (42, 44; 52, 58) pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation (52) de l'enceinte de chauffage. 2 Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation de l'enceinte de chauffage comporte au moins une colonne mobile (42) relativement à une partie fixe (44). 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen pour déplacer rapidement au moins un élément de limitation de l'enceinte de chauffage comporte un moyen moteur qui coopère avec un moyen de commande pour activer la mobilisation d'au moins une partie mobile d'au moins une enceinte de chauffage lors d'un mode de maintenance ou un mode d'arrêt d'urgence. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen moteur coopère avec un moyen de verrouillage destiné à solidariser ladite partie mobile au reste de l'enceinte de chauffage lors d'un mode de fonctionnement normal du dispositif de chauffage. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un élément d'enceinte de chauffage comporte une partie mobile relativement à une partie fixe, de sorte qu'une mesure de déconfinement de l'enceinte de chauffage soit appliquée lors du déplacement d'au moins un élément de limitation. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie mobile de l'élément d'enceinte est montée sur une articulation de type charnière relativement à ladite partie fixe. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins une partie mobile d'au moins une enceinte de chauffage coopère avec un moyen de freinage, activé lors du mouvement de déconfinement. 8 Machine de soufflage de récipients à partir de préformes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une machine de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes.