Brevet FR2889994A1 — publié le 20070302

Unité porte-moule pour machine de soufflage de conteneurs en matière thermoformable La présente invention concerne une unité porte-moule pour machine de soufflage de conteneur en matière thermoplastique. Dans l'état de la technique, on a déjà décrit la structure et les composants principaux d'une machine de soufflage de conteneurs en matière thermoplastique. Un tel conteneur est d'abord produit sous forme d'une préforme qui comporte la quantité de matière nécessaire à la réalisation par moulage, de soufflage et ou étirage à l'intérieur d'un moule d'une forme initiale, qui a l'issue des opérations de soufflage et ou étirage, affectera la forme finale du conteneur désiré comme une bouteille. La préforme est, dans un exemple de réalisation classique, constituée par un tube creux de forme sensiblement cylindrique, fermé à une extrémité qui servira de fonds au conteneur de forme finale, et ouvert à l'autre extrémité qui servira de col au conteneur de forme finale. La préforme est introduite dans la machine de soufflage de conteneurs et présentée selon une première orientation, par exemple le col en haut, à l'entrée d'un four de chauffe qui va permettre d'élever la température de la préforme de façon à la rendre malléable avant les opérations de soufflage et/ou d'étirage, et de moulage de façon à appliquer ensuite la forme désirée au conteneur final. À cette fin, la préforme, chauffée à la sortie du four, est dirigée rapidement, de façon à ne pas se solidifier à nouveau, vers un ensemble de moules montés sur un plateau rotatif. Chaque moule associé au plateau rotatif de l'ensemble de moules concerné est composé d'une unité porte- moule et d'un moule proprement dit dont la partie supérieure est ouverte initialement de façon à permettre l'introduction de la préforme chauffé et d'un couvercle permettant de constituer un volume clos à l'intérieur du moule dans lequel la préforme chauffée a été introduite. Du fait que les préformes sont introduites dans la machine de soufflage à une cadence aussi élevée que possible, la durée pendant laquelle le moule est inactif doit être réduite au strict minimum. Du fait que le moule est monté sur un plateau rotatif, et que pour réduire les durées d'inactivité la rotation du plateau est exécutée à une vitesse aussi élevée que possible, on conçoit que les efforts auxquels sont soumis les moules sont extrêmement élevés. Par ailleurs, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, chaque moule est réalisé en plusieurs parties, typiquement deux parties, articulées l'une sur l'autre de façon à être ouvertes lors de l'insertion de la préforme chauffée. Une fois celle-ci insérée dans l'espace qu'elle doit occuper, les deux parties de moule se referment et le couvercle supérieur venant s'adapter exactement en haut du moule, il est alors possible d'injecter de l'air sous pression à l'intérieur de la préforme insérée dans le moule clos, de façon à étirer la préforme chauffée et donc amollie en venant l'appliquer contre les parois intérieur des deux parties de moule fermées. Accessoirement, il est aussi précis d'utiliser une tige d'élongation qui pénètre le long de l'axe de symétrie de la préforme de façon à étirer celle-ci à l'intérieur du moule. Il en résulte donc que le moule reçoit une pression d'air chaud extrêmement élevée et donc un effort supplémentaire qui doit être compensé de façon à empêcher la déformation du moule lors du soufflage et ou de l'étirement. A défaut, la forme finale du conteneur soufflé et moulé n'est pas correcte et le conteneur doit être éliminé du lot de production, ce qui présente un coût de détection et d'élimination, mais aussi, le moule peut subir des déformations allant jusqu'à sa destruction. Dans l'état de la technique, on a déjà décrit un dispositif dénommé unité porte-moule à l'intérieur de laquelle les deux parties de moule sont fixées. L'unité porte-moule permet d'isoler les parties de moule de l'extérieur lors de l'opération de moulage d'une part et de manipuler les mouvements d'ouverture et de fermeture des parties de moule, d'autre part, en synchronisme avec le mouvement de rotation du plateau rotatif qui porte l'ensemble de moules associé à la machine de soufflage. Il en résulte que l'unité porte-moule joue aussi un rôle essentiel dans la rigidité de l'ensemble des parties de moule, tout en assurant une manipulation de la préforme et des parties de moule aussi précise et rapide que possible. À cette fin, l'état de la technique enseigne de former une unité portemoule comportant essentiellement un fonds et au moins deux parties portemoule adaptées: - - à entourer le fond de moule à leurs parties inférieures, et - - à supporter et soutenir les parties de moule. Dans l'état de la technique, il est connu de réaliser des plateaux rotatifs portant jusqu'à quarante-huit et même plus unités porte-moule identiques. Du fait que les vitesses de rotation sont extrêmement élevées d'une part, que les pressions régnant à l'intérieur des moule lors du soufflage sont extrêmement élevées, supérieures à 40 bar, les unités porte-moule doivent présenter suffisamment de matière rigide pour atteindre un degré de rigidité assurant un moulage correct du conteneur final. Or, jusqu'à présent un tel résultat a surtout été atteint en utilisant une quantité de matière supplémentaire, généralement en acier spécial, résistant à la fois à la chaleur, à la pression et à la force centrifuge produite lors de la rotation du plateau rotatif, à chaque fois que la cadence de production devait être augmentée. II en résulte qu'une unité porte-moule représente maintenant une masse considérable en mouvement, et que la fabrication, le transport d'une telle machine, sa maintenance, et encore son utilisation à des cadences élevées sont rendues plus difficiles si on veut obtenir une rigidité affectant positivement la qualité de moulage. L'invention apporte un perfectionnement aux unités porte-moule de l'état de la technique en ce que elle permet de réduire notablement la masse de matière nécessaire à l'obtention d'une rigidité suffisante pour une qualité de moulage donnée. En effet, la présente invention concerne une unité porte-moule caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un pan mobile en rotation, portant des oreilles d'articulation sur un premier bord et portant des oreilles de verrouillage sur un second bord. Le pan mobile comporte au moins une nervure permettant de rattacher au moins une oreille de verrouillage avec au moins une oreille d'articulation de sorte que la nervure apporte un renforcement de la rigidité de l'unité portemoule. Selon un aspect de l'invention, la largeur d'une nervure se raccordant à une oreille de verrouillage augmente lorsqu'on s'écarte de l'oreille de verrouillage. Selon un aspect de l'invention, la largeur d'une nervure se raccordant à une oreille d'articulation augmente lorsqu'on s'écarte de l'oreille d'articulation. Selon un aspect de l'invention, sur un pan mobile, une nervure issue d'une oreille d'articulation ou respectivement issue d'une oreille de verrouillage est raccordée par un pont de matière à au moins une nervure issue d'une oreille de verrouillage ou respectivement issue d'au moins une oreille d'articulation. Selon un aspect de l'invention, les nervures sont orientées de manière oblique relativement à l'axe central de l'unité porte-moule. Selon un aspect de l'invention, une oreille d'accrochage est reliée par plusieurs nervures à plusieurs oreilles d'articulation. Selon un aspect de l'invention, au moins une oreille de verrouillage sur un bord de verrouillage d'un pan mobile est constitué par une paire d'oreilles de verrouillage de sorte qu'un espace soit ménagé entre les deux oreilles pour l'intercalation d'une oreille de verrouillage d'un bord de verrouillage d'un autre pan de l'unité. Selon un aspect de l'invention, l'un des bords de verrouillage comporte une tige unique et une pluralité doigts, reliées chacune par une tige de liaison à ladite tige et les doigts étant destinées à pénétrer dans des perçages en regard des oreilles d'accrochage après la fermeture de l'unité porte-moule. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures parmi lesquelles: - - la figure 1 représente la mise en situation de quatre composants essentiels d'un mode particulier de réalisation d'une unité porte-moule selon l'invention; - - la figure 2 représente une partie d'une unité porte-moule selon un mode particulier de réalisation de l'invention vue du côté de son d'articulation d'ouverture; - - la figure 3 représente une vue en perspective de l'unité porte-moule de la figure 2 vue du côté de verrouillage pour un premier pan de l'unité porte-moule; et -- la figure 4 représente une vue en perspective de l'unité porte-moule de la figure 2 vue du côté de verrouillage pour un second pan de l'unité porte-moule. À la Figure 1, on a représenté la mise en situation de quatre composants essentiels d'un mode particulier de réalisation d'une unité porte-moule selon l'invention. L'unité porte-moule 1 de la figure 1 comporte deux pans 3 et 5, constitués par des plaques semi-cylindriques, présentant deux bords parallèles de direction verticale, un bord semi-circulaire inférieur destiné à venir border un fonds de moule 7, et un bord semi- circulaire supérieur destiné à former l'ouverture de l'unité porte-moule à travers laquelle la préforme et son dispositif de soufflage qui la supporte doit s'introduire lorsque l'unité porte-moule est ouverte. Pour éviter de surcharger sur les dessins suivants, on n'a pas représenté les deux parties de moule qui sont chacune montée sur la face semi cylindrique, visible à la figure 1, sur chacun des pans 3 et 5 de l'unité porte-moule 1. De même, le fond de moule 7 n'a pas été équipé de la partie fonds de moule proprement dite, qui est disposée sur la partie supérieure du fonds de moule 7. Chaque pan de moule comporte donc un bord portant des oreilles d'articulation, chaque oreille présentant un perçage destiné à recevoir un axe commun de charnière 9, et un espace vide étant prévu entre deux oreilles d'articulation sur un même bord de pan d'unité porte-moule, de façon à accueillir l'oreille réciproque de l'autre bord de l'autre pan de l'unité porte-moule. Le premier bord 13 du pan 3 à gauche porte quatre oreilles d'articulation respectivement 13 -- 1, 13 -- 2, 13 -- 3 et 13 -- 4. Le premier bord 11 du pan 5 à droite porte trois oreilles d'articulation, respectivement 11 - 1, 11 -- 2 et 11 -- 3. Une fois le montage du bord effectué, l'axe d'articulation 9 est inséré à travers les perçages non référencés des différentes oreilles de façon à constituer la charnière d'articulation de l'unité porte-moule. On conçoit ainsi que les deux pans puissent être mobiles l'un par rapport à l'autre autour de son axe commun de charnière 9 lors du fonctionnement de l'unité porte-moule assurant ainsi l'ouverture de l'unité porte-moule lors de l'éjection du conteneur moulé et de l'insertion de la préforme chauffée avant l'opération de soufflage. Le fond de moule 7 présente un bord périphérique 29 destiné à s'engager dans des gorges 27 des parties inférieures du pan 3 gauche et du pan 5 droite lorsque l'unité porte-moule est fermée. Lorsque l'unité portemoule est ouverte, le fond de moule 7 est descendu de façon à assurer le décollement du conteneur formé ainsi qu'aider à son transfert vers le conditionnement des conteneurs formés. Chaque pan de l'unité porte-moule présente ensuite un second bord destiné à porter des oreilles de verrouillage. Sur le second bord, dit bord de verrouillage, 15 du pan 3 gauche, on a représenté un ensemble de tiges composé d'une tige unique 19 et d'une pluralité de doigts de verrouillage 21 associées chacune par une tige de liaison comme la tige 23 à la tige unique 19 et mobilisées à l'aide d'une tirette 25 solidaire du bas de la tige 19. La tige 19 traverse plusieurs paires 15 -- 1,15 -- 2 et 15 -- 3 d'oreilles de verrouillage. Chaque paire d'oreilles de verrouillage, comme la paire 15 -- 1, comporte deux oreilles de verrouillage proprement dit, référencés a et b, dont l'espacement est calculé pour recevoir une oreille de verrouillage 17 -- 1 correspondant du second bord 17 ou bord de verrouillage du pan 5 mobile de droite. Lorsque l'unité porte-moule doit être fermée, la tirette 25 qui porte un suiveur de came non représenté, est animée d'un mouvement de descente qui entraîne chaque doigt 21 de verrouillage solidaire de la tige principale 19 par la tige horizontale 23, dans un mouvement de descente pour traverser des perçages sur les oreilles a et b de la paire d'oreilles 15 - 1 et de l'oreille qui s'engage entre eux, l'oreille 17-- 1 du bord de verrouillage du pan 5 de droite. Lors du déverrouillage, la tirette 25, entraînée par une came non représentée et disposée en relation avec le mouvement de rotation du plateau (non représenté) rotatif sur lequel est montée l'unité portemoule, est animée d'un mouvement de montée de sorte que les doigts 21 de verrouillage remontent et autorisent l'ouverture des deux pans 3 et 5 mobiles en rotation à l'aide d'un mécanisme d'ouverture d'unité portemoule non représenté à la figure 1. L'homme de métier se reportera aux documents publiés au nom du demandeur et qui décrivent les mécanismes d'ouverture d'unités porte-moule. Dans l'état de la technique, la disposition des oreilles de verrouillage d'une part et des oreilles d'articulation d'autre part est une mesure qui est réputée assurer une rigidité suffisante à condition d'utiliser des pans d'unité porte-moule suffisamment épais. Il en résulte, ainsi qu'on l'a déjà décrit, une augmentation de l'inertie de chaque unité portemoule ainsi que du plateau rotatif équipé. Selon l'invention, ainsi qu'il sera visible aux figures 2 à 4, la face externe, non visible à la figure 1, de chaque pan mobile en rotation de l'unité porte-moule est d'une épaisseur réduite de façon à limiter la quantité de matière nécessaire, mais est dotée de plusieurs rainures ou nervures de raidissement disposées ainsi qu'il va être décrit. A la Figure 2, une unité porte-moule selon un mode particulier de réalisation de l'invention a été représentée par l'arrière du côté de son articulation d'ouverture des pans 3 et 5 mobiles. Selon une disposition essentielle de l'invention, chaque oreille d'articulation de chaque pan mobile est associée à une nervure. Sur le pan 5 de la figure 2, trois oreilles d'articulation sont réparties de la manière suivante. Une oreille médian 11 - 2 d'une première largeur est entouré par deux oreilles latéraux haut 11-1 et bas 11-3 d'une seconde largeur, la première largeur étant supérieure à la dite seconde largeur. L'oreille médiane 11 - 2 est raccordée à une nervure 45 dont la largeur se réduit. Les deux oreilles extérieures 11-1 et 11-3 sont raccordées à leurs nervures 41 et 49. Les trois nervures successives 41, 45 et 49 sont donc séparées par deux rainures 43 et 47. Sur le pan 3 de la figure 2, quatre oreilles d'articulation sont réparties de la manière suivante. Chaque oreille d'articula- tion 13-1 à 13-4 est intercalée avec les trois oreilles d'articulation du pan 5. Les largeurs des quatre oreilles d'articulation 14-1 à 14-4 sont sensiblement identiques et chacune de ces oreilles d'articulation est raccordée aux nervures 31, 33, ou 39. La nervure 31 supérieure est d'une largeur croissante, ainsi que les nervures successives 41 à 49 sont donc séparées par deux rainures 43 et 47. A la Figure 3, on a représenté l'unité porte-moule de la figure 2, vue en perspective du côté du pan 5,. Les trois oreilles d'accrochage du bord d'accrochage du pan 5 sont de même largeur et le profil des rainures 43 et 47 qui séparent la nervure centrale 45 des nervures haute 41 et basse 49 augmentent lorsqu'on se rapproche des oreilles d'accrochage. A la Figure 3, on a aussi reporté les éléments permettant de réaliser le verrouillage de l'unité porte-moule lorsque celle-ci est fermée avant le début de l'opération de soufflage. Ils portent les mêmes numéros de référence que les éléments équivalents de la Figure 1 et ne seront pas plus décrits. Cependant, l'utilisation de ces éléments de verrouillage 19, 21, 25 concoure avec la disposition des nervures et rainures à la réalisation de l'objectif d'amélioration de la rigidité de l'ensemble. A la Figure 4, on a représenté l'unité porte-moule de la figure 2, vue en perspective du côté du pan 3, qui était vu à droite à la figure 2. Les trois paires d'oreilles d'accrochage comme la paire 15-1 avec ses oreilles a et b est raccordée à une unique nervure 51 tandis que la paire d'oreilles 15-2 est raccordée à une nervure 55. Les nervures 51-55 et 59ont des largeurs qui augmentent lorsque l'on s'éloigne de leur attache aux paires d'oreilles de verrouillage et inversement, les rainures 53 et 57 qui les sépare voient leur largeur se réduire ainsi qu'il est visible au dessin. En rapprochant les figures 3 et 4, on constate que selon une caractéristique de l'invention les nervures qui relient les oreilles de verrouillage aux oreilles d'articulation sur le pan 3 mobile sont disposées de façon à affecter un zigzag. Il en résulte que les efforts sont transmis de la paire centrale de verrouillage 15-2 vers les deux oreilles d'articulation haut 13-2 et 13-1 par la paire de nervures 33 et 31 accrochée par la nervure 55 et vers les deux oreilles d'articulation bas 13-3 et 13-4 par la nervure 39 (voir aux figures 2 et 4). De plus, la paire d'oreilles de verrouillage 15-1 haute à la Figure 4 est reliée par la nervure 51 à la paire de nervures 31 et 33 de sorte que les efforts sur cette paire d'oreilles de verrouillage 15-1 sont transmis à la paire d'oreilles d'articulation supérieur 13-1 et 13-2 par les deux rainures 31 et 33 qui sont reliés à la nervure 51 par un pont de matière 35. De plus, la paire d'oreilles de verrouillage 15-3 basse à la figure 4 est reliée par la nervure 59 à la nervures 39 de sorte que les efforts sur cette paire d'oreilles de verrouillage 15-3 sont transmis à la paire d'oreilles d'articulation inférieurs 13-3 et 13-4 par la rainure 39 qui est reliée à la nervure 59 et à la nervure 55. Particulièrement, l'intercalation entre les deux oreilles a et b de chaque paire d'oreilles de verrouillage sur l'un des bords avec une oreilles unique de verrouillage sur l'autre bord assure une répartition équilibrée des efforts à chaque plan central de verrouillage lorsque l'unité porte-moule est fermée. Cette disposition concoure à la rigidité de l'ensemble quand on réalise un croisement des reports d'efforts à l'aide des nervures vers plusieurs oreilles d'articulation. De plus, le report des efforts a été orienté selon des directions obliques relativement à l'axe central de l'unité porte-moule grâce à la disposition des nervures obliques et/ou en zig-zag qui ont été décrites ci-dessus. REVENDICATIONS 1 - Unité porte-moule pour machine de fabrication de conteneurs obtenues par soufflage ou étirage- soufflage, et le cas échéant par élongation, sur la base d'une préforme en matériau thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un pan (3, 5) mobile en rotation, portant des oreilles d'articulation (sur un premier bord et portant des oreilles de verrouillage (17; 15) sur un second bord, le pan mobile comportant au moins une nervure (31, 33, 39; 41, 45, 49) permettant de rattacher au moins une oreille de verrouillage avec au moins une oreille d'articulation de sorte que la nervure apporte un renforcement de la rigidité de l'unité porte-moule. 2 Unité porte-moule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur d'une nervure (45) se raccordant à une oreille de verrouillage (17-2) augmente lorsqu'on s'écarte de l'oreille de verrouillage. 3 Unité porte-moule selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur d'une nervure (33) se raccordant à une oreille d'articulation (13-2) augmente lorsqu'on s'écarte de l'oreille d'articulation. 4 Unité porte-moule selon la revendication 3, caractérisée en ce que, sur un pan (3) mobile, une nervure issue (33) d'une oreille d'articulation (13-2) ou respectivement issue (55) d'une oreille de verrouillage (15-2) est raccordée par un pont de matière (35, 37) à au moins une nervure issue (51, 55) d'une oreille de verrouillage (15-1, 15- 2) ou respectivement issue (33, 39) d'au moins une oreille d'articulation (13-2, 13-3). Unité porte-moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nervures sont orientées de manière oblique relativement à l'axe central de l'unité porte-moule. 6 Unité porte-moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que une oreille d'accrochage est reliée par plusieurs nervures à plusieurs oreilles d'articulation. 7 Unité porte-moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que au moins une oreille de verrouillage sur un bord de verrouillage d'un pan mobile est constitué par une paire d'oreille de verrouillage de sorte qu'un espace soit ménagé entre les deux oreilles (a, b) pour l'intercalation d'une oreille de verrouillage d'un bord de verrouillage d'un autre pan de l'unité. 8 Unité porte-moule selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des bords de verrouillage comporte une tige unique (19) et une pluralité de doigts (21), reliés chacun par une tige de liaison (23) à ladite tige (19) et les doigts étant destinées à pénétrer dans des perçages en regard des oreilles d'accrochage après la fermeture de l'unité porte-moule.