Brevet FR2933024A1 — publié le 20100101

La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux moules utilisés sur les machines de soufflage pour la réalisation d'articles du genre bouteilles, en PET ou autre. Elle concerne un perfectionnement apporté à l'une des parties de ces moules et en particulier au support de la partie qui constitue le fond et sur lequel est sculptée l'empreinte du cul de la bouteille. Les machines de soufflage, comme celles décrites dans les documents WO2006/010706 et US 6 948 924, comportent plusieurs unités de moulage qui sont installées sur un carrousel tournant et chaque unité comprend une console qui porte le moule. De façon traditionnelle, le moule est constitué de deux demi-moules, du type portefeuille, et d'un fond de moule qui est porté par un support, lequel support est pris en charge par les demi-moules qui se referment sur lui, et en particulier sur le fond, pour le maintenir verrouillé pendant l'opération de moulage de la bouteille par étirage-soufflage. Toutes ces machines requièrent des interventions diverses qui doivent pouvoir se faire rapidement et surtout dans de bonnes conditions pour le ou les opérateurs. Parmi ces interventions on trouve notamment les révisions périodiques mais aussi, dans le cas de machines polyvalentes qui peuvent fabriquer plusieurs types de bouteilles dans une même journée, on trouve des opérations qui consistent à changer les modèles de moules, tout au moins les empreintes qui façonnent les bouteilles fabriquées sur ces machines. C'est ainsi que des opérateurs peuvent avoir à changer des dizaines de fonds de moule et, bien sûr, les supports qui portent ces fonds. Le changement de modèles de moules doit pouvoir se faire rapidement et c'est pourquoi on trouve, pour les supports de fonds de moule, un dispositif d'assemblage rapide interposé entre ces derniers et l'unité porte-moules; ce dispositif d'assemblage rapide décrit dans le document FR 2902688 précité, facilite ces changements de modèles de moules. Toutes les interventions sur les machines de soufflage comme cette opération de changement des supports de fonds, sont réalisées dans des conditions relativement difficiles pour le ou les opérateurs en raison, notamment, de la température ambiante qui règne au niveau de la machine. La température est souvent relativement élevée, proche de la centaine de degrés Celsius; elle provient surtout de la diffusion de la température de la préforme qui est introduite 1 à très haute température dans chaque moule de la machine pour subir son traitement d'étirage-soufflage afin de donner forme à un article du genre bouteille ou autres. Les difficultés liées à cette opération de changement des supports de fonds sont également accrues en raison, d'une part, de la température du support lui-même et, d'autre part, de son poids qui, vu le nombre de pièces à changer sur une machine de soufflage, une trentaine parfois par exemple, finit par représenter une charge importante pour l'opérateur. Par ailleurs, la manipulation de ces pièces qui constituent les moules est une opération qui requiert beaucoup de soins pour éviter toute dégradation qui rendrait ces moules inutilisables. La présente invention propose un aménagement au niveau du support de fond qui permet d'apporter une solution définitive aux problèmes indiqués ci-dessus. L'un des premiers buts visés par l'invention est de réduire les transferts de chaleur entre le support de fond et le reste de la machine pour améliorer le confort des opérateurs chargés d'intervenir sur ladite machine, quel que soit le type d'intervention. Un autre but de l'invention est d'améliorer le confort du ou des opérateurs chargés, par exemple, de manipuler des supports de fonds de moule sur la machine de soufflage lorsque la machine est aménagée pour réaliser des séries de bouteilles de formes et/ou de formats différents; dans ce cas, l'invention permet d'améliorer le confort du ou des opérateurs aussi bien sur le plan de la température ambiante que sur le plan de la température des supports de fonds à manipuler. Un autre but aussi de l'invention est de diminuer le poids unitaire des supports de fonds de moules afin de réduire, d'une part, pour l'opérateur, la charge totale à manipuler lors de son intervention pour le changement des fonds et, d'autre part, pour la machine, la masse que représentent ces supports de fonds et qui est embarquée sur la partie tournante de ladite machine. La conception générale du support permet aussi d'améliorer les conditions de refroidissement de l'empreinte des fonds de moule grâce, notamment, à l'aménagement apporté d'une manière générale aux supports desdits fonds. Le support du fond qui est sculpté avec l'empreinte du cul de l'article à façonner comporte, selon l'invention, au moins une pièce en matériau isolant pour réaliser, notamment, une rupture de pont thermique entre ledit fond sculpté et la sellette de l'unité porte-moule. 2 Selon une disposition préférentielle de l'invention, la pièce isolante est réalisée en matériau plastique du type copolymère acétal et en particulier un polyacétal connu sous la dénomination POM naturel. Toujours selon l'invention, le fond sculpté comporte un circuit pour le passage d'un fluide caloporteur, lequel circuit, taillé en colimaçon dans l'épaisseur de la surface du fond qui est opposée à la surface sculptée, est masqué par un couvercle qui comporte un conduit d'amenée et un conduit de retour dudit fluide caloporteur et ce couvercle, interposé entre ledit fond et la sellette, constitue la pièce isolante pour, d'une part, introduire une rupture de pont thermique entre ledit fond sculpté et la sellette et, d'autre part, pour garantir un meilleur échange thermique au niveau dudit fond avec ledit fluide caloporteur. Selon une autre disposition de l'invention, le couvercle du fond comporte un décolletage faisant office de siège pour une bague de verrouillage dudit fond qui coopère avec des segments en arc de cercle disposés sur les demi-moules, laquelle bague de verrouillage est également réalisée en matériau isolant, du type polyetherimide. Toujours selon l'invention, le support comporte, entre le couvercle du fond sculpté et la sellette solidaire de la console, une entretoise qui permet de modifier la configuration du support et d'adapter la position dudit fond à celle des demi-moules lors d'un changement de formes et/ou de dimensions des articles à façonner sur la machine, laquelle entretoise peut également être réalisée en matériau plastique isolant, du type POM naturel, par exemple. Selon une autre disposition de l'invention, dans le cas d'un support du fond de moule qui comprend: - une partie "fixe" comportant une embase fixée sur la sellette qui est elle-même solidaire de la console de l'unité porte-moule, - une partie amovible, interchangeable, qui coopère avec les demi-moules, - des moyens pour assembler les deux parties, ladite partie amovible faisant office de support interchangeable étant au moins constituée : - d'un socle qui coopère avec ladite embase de la partie fixe, - d'un couvercle sur lequel est fixé le fond de moule, ledit support interchangeable comprend au moins une pièce isolante qui fait office de rupture de pont thermique entre, d'une part, ledit fond et, d'autre part, ledit socle. Toujours selon l'invention, dans le cas d'un support en deux parties, la pièce isolante qui fait office de rupture de pont thermique est soit constituée par le couvercle du fond de moule, soit par l'entretoise, soit par les deux c'est-à-dire ledit couvercle et ladite entretoise, 3 lequel couvercle peut aussi, selon le cas être aménagé pour servir de siège à la bague de verrouillage dudit fond. Selon une autre disposition de l'invention, l'entretoise comporte un canal central qui permet d'amener le fluide caloporteur directement au centre du fond du moule à travers le couvercle et à partir de l'embase. Toujours selon l'invention, l'entretoise comporte plusieurs canaux qui sont parallèles au canal central et l'un au moins de ces canaux est utilisé pour le retour du fluide caloporteur. Selon une autre disposition de l'invention, une semelle métallique d'assemblage est interposée, d'une part, entre le couvercle du fond et l'entretoise et, d'autre part, entre l'entretoise et le socle qui se fixe sur l'embase. Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels: - la figure 1 montre, au moyen d'une coupe schématique, un premier exemple de support de fond de moule selon l'invention, avec le couvercle réalisé en matériau plastique isolant, - la figure 2 montre, en coupe, un ensemble constitué, d'une part, d'un couvercle réalisé en matériau plastique et, d'autre part, d'une bague de verrouillage réalisée elle aussi en matériau plastique, - les figures 3 et 4 montrent, en perspective, respectivement, le couvercle et la bague de verrouillage, - la figure 5 montre, en coupe schématique, un support de fond de moule qui comprend une entretoise qui fait office d'adaptateur pour les changements de formats des articles à façonner, laquelle entretoise est, elle aussi, réalisée en matériau plastique isolant, - la figure 6 montre, toujours avec une coupe schématique, un autre mode de réalisation d'un support de fond de moule isolant qui utilise le dispositif d'assemblage rapide décrit dans le document FR 2902688 précité, - la figure 7 est une coupe selon 7-7 de la figure 8 montrant un support de fond de moule avec une entretoise et le dispositif d'assemblage rapide précité, - la figure 8 est une coupe selon 8-8 de la figure 7, montrant l'entretoise et en particulier la répartition de ses différents canaux. 4 La figure 1 montre les éléments constitutifs du moule à savoir les demi-moules (1) représentés partiellement et le fond (2) dont la surface supérieure comporte, sous la forme d'une sculpture réalisée en creux, l'empreinte (3) du cul de l'article qui sera façonné dans ledit moule, une bouteille, par exemple. Ce moule fait partie de ce que l'on appelle une unité porte-moule et une machine de soufflage comporte plusieurs dizaines d'unités porte-moules, toutes disposées radialement sur un carrousel; cet ensemble n'apparaît pas sur la figure. Les éléments constitutifs du moule sont portés par une console (4) qui est solidaire du carrousel. Cette console (4) peut soutenir le fond (2) directement; généralement, comme montré dans les documents WO2006/010706 et US 6 948 924 précités, elle comporte une sellette (5) sur laquelle est fixé le support (6) du fond (2) et cette sellette (5) est mobile verticalement. Plusieurs versions de ce support (6) du fond (2) sont représentées sur les différentes figures. Dans toutes les versions, le support (6) comporte au moins une partie qui fait office de pièce d'isolation et de rupture de pont thermique entre ledit fond (2) et la sellette (5) pour éviter la transmission de chaleur à la console (4) et, d'une manière générale, à la machine de soufflage. Cette pièce isolante, qui sera détaillée au fur et à mesure de la description des différents modes de réalisation est, de préférence, réalisée en matériau plastique comme, par exemple, un matériau du type copolymère acétal et en particulier un polyacétal connu sous la dénomination POM naturel. Le support (6) représenté figure 1 est constitué d'une pièce unique, appelée couvercle (7) dans la suite du texte, qui s'interpose entre la sellette (5) et le fond (2). Ce couvercle (7) est en contact avec la surface inférieure du fond (2), laquelle surface comporte, taillé dans son épaisseur et en forme de colimaçon, un circuit (8) qui permet le passage d'un fluide caloporteur. La surface supérieure du couvercle (7) est en contact avec le fond (2) et fait office de paroi pour fermer le circuit (8) en colimaçon. Ce couvercle (7) constitue donc le support (6) du fond (2) et il comporte des conduits (10) et (11) pour l'apport et le retour, respectivement, du fluide caloporteur. Le conduit (10) amène le fluide caloporteur au centre du fond (2), dans le point de départ du colimaçon (8), sous l'empreinte (3). Le conduit (11) de retour se situe à l'extrémité du colimaçon (8). Les deux conduits (10) et (11) sont reliés à des tubulures, non représentées, à travers la sellette (5), par exemple. 5 Le fond (2) est fixé sur le couvercle (7) au moyen de vis (12) qui, dans ce cas de figure, constituent en même temps les moyens d'assemblage dudit couvercle (7), c'est-à-dire du support (6), sur la sellette (5). Comme mentionné précédemment, le support (6) est pris en charge par les demi- moules (1) avant l'opération de moulage et sa position est verrouillée par ces derniers. Cette prise en charge permet de placer le fond (2) en correspondance avec les demi-moules (1) et d'assurer une continuité au niveau des surfaces qui vont façonner l'article soufflé, en l'occurrence une bouteille. Les demi-moules (1) comportent, à leur partie inférieure, des segments (13) en arc de cercle, qui coopèrent chacun avec une gorge (14) aménagée sur le support (6) et en particulier, dans le cas de la figure 1, dans la périphérie du couvercle (7) qui constitue ledit support (6). Lorsque les demi-moules (1) se referment, le support (6) est prisonnier et le fond (2) est en place pour l'opération de moulage par soufflage. La sellette (5) est isolée thermiquement du fond (2) et des demi-moules (1) par le 15 couvercle (7) qui fait office de support (6), lequel couvercle (7) est réalisé, comme précisé auparavant, en matériau plastique. La prise en charge du support (6) par les demi-moules (1) peut également se faire par le biais d'une pièce complémentaire qui coopère avec les segments (13) desdits demi-moules (1) pour verrouiller ledit support (6) avec ces derniers. Cette pièce complémentaire de 20 verrouillage, visible figure 2, se présente sous la forme d'une bague (15) réalisée en matériau approprié, métal ou plastique; elle comporte la gorge (14) qui coopère avec les segments (13) disposés sur chaque demi-moule (1). Cette bague (15) de verrouillage s'enfile sur le couvercle (7) qui comporte un aménagement à cet effet, lequel aménagement peut consister en un décolletage (16) situé à la 25 périphérie supérieure dudit couvercle (7). Cette bague (15) se positionne entre l'épaulement (17) du décolletage (16), qui forme un siège, et la surface inférieure du fond (2), laquelle surface inférieure dudit fond peut aussi comporter un décolletage qui permet de centrer ledit fond (2) par rapport au couvercle (7), par l'intermédiaire de ladite bague (15). Ces trois éléments : le fond (2), la bague (15) et le couvercle (7), peuvent être 30 assemblés ensemble et avec la sellette (5) par les vis (12) qui apparaissent figure 1. La bague (15), lorsqu'elle est réalisée en matériau plastique, peut aussi contribuer à l'isolation des différentes parties du moule. Elle présente, dans ce cas, une certaine souplesse et surtout une certaine élasticité qui la rendent plus résistante que les bagues réalisées en métal. 6 Elle peut aussi être obtenue par moulage d'un matériau plastique du genre polyetherimide, ce qui permet de bénéficier d'une pièce extrêmement fiable et, à la longue, plus économique qu'une pièce d'usure métallique. Par ailleurs, cette bague (15), réalisée en matériau isolant, peut aussi être utilisée sur un support métallique classique ou sur un support (6) comprenant plusieurs pièces dont l'une ou l'autre est une pièce isolante, comme détaillé plus loin sur les différentes figures. Sur les figures 2 à 4, on trouve le détail du couvercle (7) et de la bague (15) de verrouillage. Des perçages (18) et (19) apparaissent figures 3 et 4; ces perçages sont positionnés respectivement sur le couvercle (7) et sur la bague (15) pour permettre le passage des vis (12). Sur les figures 2 et 3, le couvercle (7) apparaît avec ses conduits (10) et (11) qui permettent le passage du fluide caloporteur. La figure 5 montre un support (6) constitué de plusieurs pièces superposées; il comprend notamment une entretoise (20) interposée entre le couvercle (7) et la sellette (5). Cette entretoise (20) permet d'adapter la position du fond (2) par rapport aux demi-moules (1) lorsqu'il y a un changement de format du moule. Cette entretoise (20) s'étend entre deux semelles : - une semelle (21) supérieure qui est interposée entre ladite entretoise et le couvercle (7) et ù une semelle (22) inférieure qui se situe entre ladite entretoise (20) et la sellette (5). Les deux semelles (21) et (22) sont de préférence réalisées en alliage léger ; elles assurent, de façon classique, la fixation des différents éléments entre eux, depuis la sellette (5) jusqu'au fond (2) au moyen de plusieurs vis (23, 24 ,25). L'entretoise (20) peut constituer la pièce d'isolation du support (6) et être façonnée par extrusion ou moulage. Elle est réalisée en matériau plastique du genre polyacétal, le même matériau que celui dont il a été question auparavant pour le couvercle (7). Le support (6) peut comporter une ou plusieurs pièces d'isolation faisant office de rupture de pont thermique. Il peut comporter, comme mentionné plus haut, une partie isolante constituée qui est faite soit du couvercle (7), soit de l'entretoise (20), soit des deux. Dans tous les cas, la bague (15) du couvercle (7) peut aussi être réalisée en matériau plastique, du type polyetherimide, et assurer une certaine isolation entre les demi-moules (1) et le support (6). 7 L'entretoise (20) et les deux semelles (21) et (22) comportent des conduits (30) et (31) qui sont dans le prolongement des conduits (10) et (11) du couvercle (7) pour le passage du fluide caloporteur. L'utilisation de pièce(s) isolante(s), et la rupture de pont thermique entre le fond (2) et la sellette (5), permettent d'apporter au niveau dudit fond (2) un fluide caloporteur efficace, dont la température, d'une manière générale, reste constante. De plus l'accès du fluide caloporteur au centre du fond (2) est relativement direct et il peut d'ailleurs être amélioré avec les dispositions constructives détaillées ci-après. Les figures 6 et 7 montrent une variante de réalisation du support (6) selon l'invention, qui comprend un dispositif d'assemblage rapide interposé entre ledit support et la sellette (5). Ce dispositif d'assemblage rapide, décrit dans le document FR 2902688 précité, permet d'améliorer les temps d'intervention pour le changement des fonds (2). Il est constitué - d'un socle (32) qui se fixe sur la sellette (5) au moyen de vis (33) et û d'une embase (34) en forme de jupe qui reçoit les éléments constitutifs du support (6) qui ont été détaillés auparavant. Ce dispositif d'assemblage rapide comprend aussi des conduits pour le passage du fluide caloporteur et un connecteur (35) fluidique, simplement schématisé sur les figures, qui fait office de raccord rapide entre les conduits (30) d'apport et les conduits (31) de retour situés sur l'une et l'autre partie dudit dispositif d'assemblage rapide. Le support (6) représenté figure 6 est constitué du couvercle (7) et de l'embase (34) du dispositif d'assemblage rapide. Ce couvercle (7) est réalisé en matériau plastique comme décrit précédemment, en liaison avec la figure 1 ou la figure 2 notamment. L'assemblage des différents éléments constitutifs du support (6), c'est-à-dire le fond (2), le couvercle (7), la bague (15) éventuellement et l'embase (34), s'effectue au moyen de vis (36). La figure 7 montre un support (6) qui comprend une entretoise (20') dont l'aménagement diffère sensiblement de celui de l'entretoise précédente représentée figure 5. Cette entretoise (20'), dont la section est représentée figure 8, est obtenue, comme l'entretoise (20) par extrusion ou par moulage et elle comporte plusieurs canaux dont deux sont utilisés pour le passage du fluide caloporteur : le canal central (30) et un canal (31) latéral. Les autres canaux permettent d'alléger la pièce et/ou constituent des passages pour d'autres besoins. 8 On retrouve aussi, comme pour le mode de réalisation décrit figure 5, deux semelles (21') et (22') qui sont interposées entre le couvercle (7) et l'entretoise (20') et entre cette dernière et l'embase (34). 9 REVENDICATIONS1 - Support de fond de moule coopérant avec les demi-moules (1) d'une unité de moulage qui est associée à une console pour porter, par l'intermédiaire d'une sellette, ledit support de fond, l'ensemble constitué desdits demi-moules et dudit fond, sculptés avec l'empreinte d'un article du genre bouteille, servant à façonner ledit article en PET ou autre, par une opération de soufflage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce en matériau isolant, interposée entre ledit fond (2) du moule et ladite sellette (5) pour réaliser, notamment, une rupture de pont thermique entre les deux. 2 - Support de fond de moule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce isolante réalisée en matériau plastique du type copolymère acétal et en particulier un polyacétal connu sous la dénomination POM naturel. 3 - Support de fond de moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit fond (2) comporte un circuit (8) pour le passage d'un fluide caloporteur, lequel circuit (8), taillé en colimaçon dans l'épaisseur de la surface qui est opposée à la surface sculptée, est masqué par un couvercle (7) qui comporte un conduit (10) d'amenée et un conduit (11) de retour dudit fluide caloporteur et ce couvercle (7), interposé entre ledit fond (2) et la sellette (5), constitue la pièce isolante dudit support pour, d'une part, introduire une rupture de pont thermique entre ledit fond (2) sculpté et la sellette (12) et, d'autre part, pour garantir un meilleur échange thermique au niveau dudit fond (2) avec ledit fluide caloporteur. 4 Support de fond de moule selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couvercle (7) du fond (2) comporte un décolletage (16) pour loger une bague (15) qui coopère avec des segments (13) en arcs de cercle disposés sur les demi-moules afin de verrouiller ledit fond (2) avec ces derniers, laquelle bague (15) de verrouillage est également réalisée en matériau plastique isolant, du type polyetherimide. 5 - Support de fond de moule selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte, entre le couvercle (7) du fond (2) et la sellette (5), une entretoise (20, 20') qui permet de modifier la configuration dudit support au type de moule lors d'un changement de formes et/ou de dimensions des articles à façonner sur la machine, laquelle entretoise (20, 20') peut également être réalisée en matériau plastique isolant, du type POM naturel, par exemple. 6- Support de fond du type comprenant: 10- une partie "fixe" comportant une embase (32) fixée sur la sellette (5) qui est elle-même solidaire de la console (4) de l'unité porte-moule, - une partie amovible, interchangeable, qui coopère avec les demi-moules (1), - des moyens pour assembler les deux parties, ladite partie amovible faisant office de support interchangeable étant au moins constituée : - d'un socle (34) qui coopère avec ladite embase (32) de ladite partie fixe, - d'un couvercle (7) sur lequel est fixé ledit fond (2) de moule, caractérisé en ce que ledit support interchangeable comprend au moins une pièce isolante qui fait office de rupture de pont thermique entre, d'une part, ledit fond (2) et, d'autre part, ledit socle (34). 7 - Support de fond de moule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce isolante constituée soit par le couvercle (7) du fond (2) de moule, soit par l'entretoise (20, 20'), soit par les deux c'est-à-dire ledit couvercle et ladite entretoise, lequel couvercle (7) peut aussi, selon le cas être aménagé pour servir de siège à la bague (15) de verrouillage dudit fond (2). 8 - Support de fond de moule selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une entretoise (20') munie d'un canal (30) central qui permet d'amener le fluide caloporteur directement au centre du fond (2) du moule à travers le couvercle (7) et à partir de l'embase (32). 9 - Support de fond de moule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une entretoise (20') munie de plusieurs canaux qui sont parallèles au canal (30) central et l'un au moins de ces canaux, le canal (31), est utilisé pour le retour du fluide caloporteur. 10 - Support de fond de moule selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des semelles (21, 22) métalliques d'assemblage qui sont respectivement interposées entre, d'une part, le couvercle (7) du fond (2) et l'entretoise (20, 20') et, d'autre part, entre cette dernière et le socle (34) qui se fixe sur l'embase (32). 11