Brevet FR2990641A1 — publié le 20131122

La présente invention concerne d'une façon générale le domaine des dispositifs de moulage pour la fabrication par soufflage ou étirage-soufflage de récipients à partir de préformes en matériau thermoplastique chauffé. Plus particulièrement, l'invention concerne des perfectionnements apportés à ceux de ces dispositifs comportant au moins un moule comprenant au moins deux demi-moules déplaçables mutuellement entre une position d'ouverture dans laquelle ils sont écartés l'un de l'autre et une position de fermeture dans laquelle ils sont étroitement accolés l'un contre l'autre par des faces d'appui respectives coopérantes définissant un plan de joint. D'après le document FR 2 646 802, on connaît des moyens de verrouillage de deux demi-moules en position de fermeture qui comprennent une pluralité de doigts d'accouplement supportés les uns au-dessus des autres, de façon coaxiale, par un premier demi-moule et propres à être déplacés parallèlement à l'axe du moule pour s'engager dans une pluralité de lumières de réception respectives supportées par le second demi-moule. De tels moyens de verrouillage donnent satisfaction et sont aujourd'hui d'un emploi courant dans les dispositifs de moulage à moules dits "portefeuilles". Toutefois, ces moyens de verrouillage présentent plusieurs inconvénients 20 importants. Notamment, la réalisation est complexe et le mécanisme de fonctionnement de tels moyens de verrouillage est lent à mettre en oeuvre. C'est pourquoi la demanderesse a réalisé par la suite d'autres moyens de verrouillage du moule en position de fermeture, qu'elle décrit notamment dans la 25 demande FR 2 856 334. Suivant ce mode de réalisation, le moule comprend : - deux demi-moules, chacun des deux demi-moules étant montés pivotant autour d'un axe commun entre une position d'ouverture du moule où les deux demi-moules sont écartés l'un de l'autre et une 30 position de fermeture du moule où les deux demi-moules sont jointifs suivant un plan de joint, - des moyens de verrouillage du moule en position de fermeture, les moyens de verrouillage comportant un pêne monté pivotant sur un premier des demi-moules, à son extrémité libre, et une gâche réalisée dans un second demi-moule, à son extrémité libre, apte à accueillir ledit pêne, ladite gâche présentant une forme sensiblement en U, ladite forme en U comprenant une face contre laquelle s'appuie ledit pêne quand le moule est en position de fermeture. Suivant encore ce mode de réalisation, la forme du U de ladite gâche est orientée vers l'extérieur du second demi-moule et le pêne est monté à une première extrémité d'une pièce montée mobile sur le premier demi-moule, ladite pièce mobile étant de longueur suffisante pour que ledit pêne s'insère dans ladite gâche en venant entourer l'extrémité du second demi-moule, et prenne appui contre ladite face d'appui quand le moule est en position de fermeture. Un tel dispositif de moulage présente l'avantage d'être plus simple à mettre en oeuvre que la solution technique décrite dans le document FR 2 646 802. Par ailleurs, le mécanisme de fonctionnement des moyens de verrouillage est plus rapide que celle décrite dans le document FR 2 646 802. A l'origine de l'invention, on a cherché à encore améliorer le système décrit dans le document FR 2 856 334 pour sécuriser davantage la fermeture du moule. Le document FR 2 856 334 comprend déjà des moyens techniques qui sécurisent la fermeture du moule. En effet, le document mentionne la présence d'un axe pivotant excentré. L'invention offre une alternative à cette solution technique, qui permet ne pas excentrer l'axe pivotant de la pièce mobile, afin de limiter le nombre de mouvement de la pièce mobile pour verrouiller le moule de façon sécurisée et afin de gagner ainsi du temps dans la mise en oeuvre du système de fermeture. L'invention concerne à cet effet un dispositif de moulage du type décrite dans le document FR 2 856 334, c'est-à-dire un dispositif de moulage pour la fabrication par soufflage ou étirage-soufflage de récipients, ledit dispositif comportant - un moule comprenant deux demi-moules, chacun des deux demi-moules étant montés pivotant autour d'un axe commun entre une position d'ouverture du moule où les deux demi-moules sont écartés l'un de l'autre et une position de fermeture du moule où les deux demi-moules sont jointifs suivant un plan de joint, - des moyens de verrouillage du moule en position de fermeture, les moyens de verrouillage comportant un pêne monté pivotant sur un premier des demi-moules, à proximité du bord libre du premier demi moule, entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage, et une gâche réalisée dans un second demi-moule, à proximité du bord libre du second demi moule, apte à accueillir ledit pêne. L'invention est remarquable en ce que, en position de déverrouillage, le pêne est orienté suivant un segment de droite qui ne coupe pas ledit plan de joint, ledit segment de droite reliant le point de pivot du pêne sur le premier demi-moule et l'extrémité du pêne. Ainsi réalisé, comme le segment de droite ne coupe pas le plan de joint, il n'y a aucune gêne à introduire une préforme dans le moule ou à retirer une préforme du moule quand le pêne est en position de déverrouillage, avant même l'ouverture ou la fermeture complète du moule. Ainsi, l'introduction ou le retrait d'un objet dans le moule peut être réalisé plus rapidement. De plus ce, à ce gain de temps pour introduire ou retirer un objet du moule, s'ajoute un autre gain de temps. Il s'agit de celui dédié à la sécurisation du moule, qui se fait sans avoir à excentrer ou recentrer une pièce mobile. Ce gain de temps peut être utilisé pour augmenter les cadences ou il peut être attribué à une autre étape de fabrication d'un récipient, comme l'étape de soufflage du récipient. En augmentant le temps dédié à l'étape de soufflage, on obtient un récipient de meilleure qualité. Le dispositif de moulage conforme à l'invention peut également comporter les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : - le pêne peut comporter une barre montée entre des premières extrémités d'au moins deux bielles, lesdites au moins deux bielles présentant des secondes extrémités montés pivotantes sur ledit bord libre du premier demi- moule suivant un angle d'au moins 9Q0; - ledit premier demi-moule peut comporter un système de commande du pivot du pêne entre ladite position de verrouillage et ladite position de déverrouillage, ledit système de commande comportant au moins un rail et au moins un galet relié audit pêne ; - la gâche présentant une forme concave, orientée vers l'extérieur du second demi-moule, comprenant une face contre laquelle s'appuie ledit pêne quand le moule est en position de verrouillage ; - la face de la gâche, contre laquelle s'appuie ledit pêne quand le moule est en position de verrouillage, peut être orientée suivant un angle compris sensiblement entre 8 et 12 degrés avec le plan de joint des deux demi-moules, et de préférence 10 degrés ; - le second demi-moule peut comporter des moyens de verrouillage supplémentaires dudit pêne dans ladite gâche ; - les moyens de verrouillage supplémentaires peuvent comporter un loquet, apte à entrer en prise avec ledit pêne quand il est inséré dans ladite gâche, et un actionneur apte à entrer en prise avec ledit loquet pour le maintenir en position ; - le loquet peut être relié à un second galet qui est associé à un second rail, et le loquet peut être monté pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe de pivot des demi-moules - ledit actionneur peut être contraint dans au moins une position de prise avec le loquet par des moyens de rappel élastique, et ledit actionneur peut être monté pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe de pivot des demi-moules; - le moule peut comprendre un système pour désactiver les moyens de rappel élastique, de manière à libérer le loquet. L'invention concerne également une installation pour la fabrication de récipients par soufflage ou étirage soufflage d'une préforme en matière thermoplastique dans un moule, comportant au moins un dispositif tel que défini ci dessus. Pour pouvoir être exécutée, l'invention est exposée de façon suffisamment claire et complète dans la description suivante qui est, en plus, accompagnée de dessins dans lesquels : la figure 1 illustre un mode de réalisation d'un dispositif de moulage conforme à l'invention, vu en perspective ; la figure 1B est une représentation très schématique du dispositif de moulage de la figure 1, équipé de moyens de verrouillage et conforme à l'invention, la figure 2 montre le dispositif de moulage de la figure 1 en vue de dessus, le dispositif de moulage étant en position d'ouverture ; la figure 3 montre le dispositif de moulage des figures 1 et 2 en vue de dessus, le dispositif de moulage étant en position de fermeture et les moyens de verrouillage n'étant pas totalement activés ; et la figure 4 montre le dispositif de moulage des figures 1, 2 et 3, en vue de dessus, le dispositif de moulage étant en position de fermeture et les moyens de verrouillage étant totalement activés. La figure 1 montre un dispositif de moulage 1 conforme à un mode de réalisation selon l'invention. Le dispositif 1 de moulage, destiné à la fabrication de récipients par soufflage ou étirage soufflage comporte un moule comprenant deux demi-moules 2 et 3. Chacun des demi-moules 2 ou 3 est monté pivotant autour d'un axe Z commun, entre une position d'ouverture illustré en figure 2 où les deux demi- moules 2 et 3 sont écartés l'un de l'autre, et une position de fermeture illustrée en figure 4, où les deux demi-moules sont jointifs définissant un plan P de joint. De manière classique, chaque demi-moule est équipé d'un élément 7 de moulage interne qui se font face quand le moule est en position de fermeture, chaque élément 7 comprenant une empreinte d'un objet à réaliser. Pour une raison de clarté des figures, les éléments 7 ne sont pas représentés dans le détail, car ils n'ont aucune incidence technique sur la réalisation de l'invention. Conformément à l'invention, le dispositif 1 de moulage comporte également des moyens de verrouillage du moule pour maintenir le dispositif en position de fermeture. Les moyens de verrouillage, illustrés notamment en figure 1, comportent un pêne 4 monté pivotant, autour d'un axe Z1, sur le demi-moule 2 montré à gauche de la figure. L'axe Z1 est parallèle à l'axe Z autour duquel les demi-moules 2 et 3 sont montés pivotants. Plus précisément, le pêne 4 comprend une barre 10, cylindrique de section circulaire, fixée aux extrémités de trois bielles 11, deux des trois bielles étant situées aux extrémités de la barre 10, la barre 10 traversant l'extrémité de la troisième bielle 11, située sensiblement au milieu de la barre 10. Les trois bielles 11 sont identiques. Leur autre extrémité (c'est-à-dire l'extrémité des bielles 11 qui n'est pas fixée à la barre 10) est monté pivotante autour de l'axe Z1, à proximité du bord 12 libre du demi-moule 2. Chacune des trois bielles 11 définit, entre le point de pivot du pêne 4 sur le premier demi-moule et l'extrémité du pêne 4, c'est-à-dire le point de fixation de la barre 10 sur la bielle 11, un segment 40 de droite. Quand le pêne 4 est en position de déverrouillage, comme montré en figure 2, le segment 40 ne coupe pas le plan P de joint. En particulier, les bielles 11 présentant des secondes extrémités montés pivotantes sur ledit bord libre du premier demi-moule suivant un angle d'au moins 90° (voir position du pêne entre les figures 2 et 4), ce qui fait que le segment 40 est orienté sensiblement parallèle au plan de joint comme montré en figure 2, quand le pêne 4 est en position de déverrouillage. Le pêne 4 ne gêne ainsi pas l'introduction d'une préforme dans le moule quand il s'ouvre. Il ne gène pas non plus la sortie de l'objet moulé. Les moyens de verrouillage comportent également une gâche 5 réalisée dans le second demi-moule 3 montrée à droite sur la figure 1. La gâche 5 est ménagée sur la partie externe du demi-moule 3, à proximité du bord 13 libre du demi-moule 3. La gâche 5 s'étend sur toute la hauteur du demi-moule 3. Toutefois, dans un mode de réalisation alternatif, la gâche pourrait s'étendre sur une partie de la hauteur du demi-moule 3. De plus, la gâche 5 présente une forme concave, ménagée dans la paroi du moule, ayant sensiblement la forme d'un V, pour accueillir la barre 10 du pêne 4. La gâche 5 concave en forme de V présente alors une face 6 d'appui, c'est-à-dire une face 6 contre laquelle la barre 10 du pêne 4 prend appui quand elle est insérée dans la gâche 5 (voir représentation schématique de la figure 1 B). Pour permettre l'insertion de la barre 10 dans la gâche 5, le bord libre 13 du demi-moule 3 comporte une encoche 14 dans laquelle peut entrer la bielle 11 centrale du pêne 4. D'autres encoches 15 sont également ménagées aux extrémités haute et basse du bord libre du demi-moule 3 pour livrer passage aux bielles 11 d'extrémité du pêne 4. La face 6 de la gâche 5, assurant l'appui de la barre 10, présente la particularité suivante : elle est orientée suivant un angle de 10 degrés (soit un angle compris entre 08 et 12 degrés). Il s'agit de l'angle qui assure, d'une part, une retenue de la barre lorsque cette dernière est engagée dans la gâche 5 et est en appui contre la face 6: En effet, après fermeture du moule, et après engagement de la barre 10 dans la gâche 5, la barre 10 prend appui contre la face 6, car le moule a tendance à vouloir s'ouvrir de nouveau lorsque de l'air sous pression est introduite dans le moule, lors de la formation de l'élément à mouler. Cet angle est idéal à la fois pour retenir la barre 10. Cet angle est également idéal pour autoriser le dégagement de la barre. En effet, d'autre part, lorsque plus aucune pression n'est exercée dans le moule, la barre peut facilement être dégagée grâce à la pente de 100 . Conformément encore à l'invention, le dispositif 1 de moulage comporte des moyens de verrouillage supplémentaires qui vont maintenant être décrits en faisant référence à la figure 1 B, puis aux figures 2 à 4. . La figure 1 B illustre schématiquement le concept des moyens supplémentaires de verrouillage : il s'agit de sécuriser la position de la barre 10 contre la face 6 de la gâche 5 en l'entourant d'un élément 8 en forme de U, l'élément 8 en forme de U étant monté mobile en rotation autour d'un axe Z2, parallèle à l'axe Z ou à l'axe Zl. La barre 6 est alors enfermée entre la paroi de la gâche 5 et la face interne de l'élément 8 en U. Un exemple d'élément 8 en forme de U est montré sur les figures 2 à 4. L'élément 8 est réalisé par un loquet 9, qui se présente sous la forme d'un galet sensiblement ovoïde, comportant une première encoche 23 en forme de U. L'encoche 23 est apte à accueillir le pêne 4 (et en particulier la barre 10 du pêne 4) de façon à ce que le loquet 9 entre en prise avec le pêne 4. Le loquet 9 présente également, sur sa paroi extérieure, deux secondes encoches 16, qui permettent une prise avec un actionneur 17. Pour ce faire, l'actionneur comporte, sur sa partie extérieure, un élément 18 de forme complémentaire à celle des secondes encoches 16, pour assurer la prise entre le loquet 9 et l'actionneur 17. Dans le cadre de ce mode de réalisation, l'élément 18 du actionneur est un épaulement réalisé dans la paroi du ce dernier. L'actionneur 17 a pour fonction de maintenir en position le loquet 9. Il est également monté pivotant autour d'un axe Z3 parallèle à l'axe Z autour duquel pivotent les deux demi-moules 2 et 3. Pour ce faire, l'actionneur 17 est contraint dans au moins une position de prise avec le loquet 9 par des moyens 19 de rappel élastique tels qu'un ressort. Le dispositif comprend donc également un système pour désactiver les moyens de rappel élastique, de manière à libérer le loquet 9. Pour permettre les mouvements de rotation ou de pivotement des différents éléments 4, 9 et 17 du mécanisme de verrouillage de l'invention (c'est-à-dire du pêne 4, du loquet 9 et du actionneur 17), ces éléments 4, 9 et 17 sont reliés à des galets montés mobiles en déplacement dans des cames. Pour simplifier la lecture des figures 2 à 4, seul un galet 20 a été montré sur ces dernières. Il s'agit du galet 20 commandant l'engagement du pêne 4 dans la 25 gâche 5. La figure 1 montre un galet 21 de commande de la rotation du loquet 9. Le trajet réalisé par chacun des galets 20 et 21 permet d'imposer un mouvement de rotation au pêne 4 et au loquet 9, respectivement. Les trajets sont imposés par des cames 30 et 31 qui ne sont pas montrés 30 sur toutes les figures pour en simplifier la lecture, mais que l'homme du métier sait usuellement placer à bon escient. En règle générale, les formes des courbes des cames dépendent de l'endroit où ils sont positionnés sur un carrousel, sur lequel est monté au moins un dispositif de moulage. Le dispositif de moulage prend en charge un préforme à un point géographique prédéterminé autour du carrousel. Quand le carrousel réalise une rotation de 3600; ou moins, le dispositif de moulage se referme, forme l'élément souhaité par moulage de la préforme, s'ouvre et libère l'élément formé par moulage. Les changements de courbes des cames, permettant de faire dévier les galets et donc de créer un mouvement de rotation ou de pivot du pêne ou du loquet, dépendent donc de l'endroit géographique où le moule doit se fermer ou s'ouvrir, pour réaliser chacune des étapes permettant de former l'élément souhaité. Grâce à la face 6 de la gâche présentant un angle particulier (comme vu précédemment), le moule peut commencer à s'ouvrir dès que le pêne 4 sort de la gâche 5, avant que le pêne retourne dans sa position initiale, c'est-à-dire la position totalement dégagée illustrée en figure 1 et 2. De même, lors de la fermeture du moule, le mouvement de pivot du pêne 4, afin qu'il s'insère dans la gâche 5, peut être initié avant que le moule ne soit 20 fermé. Ainsi, grâce à sa conception, le dispositif de moulage conforme à l'invention s'ouvre et se ferme plus vite que les dispositifs de moulage de l'état de la technique. L'étape de fermeture ou d'ouverture du dispositif de moulage peut donc être réalisée suivant un angle de rotation du carrousel plus réduit. 25 Cela permet d'augmenter les cadences, ou bien encore d'augmenter les temps consacrés au moulage, et notamment le temps de refroidissement des éléments moulés. Par exemple et concrètement, avec les dispositifs de moulage actuels, le temps nécessaire entre le début de l'ouverture du moule et la fin de la fermeture 30 du moule, pour y insérer une préforme par exemple, correspondait à une rotation du carrousel de 70°. Avec la solution conforme à l'invention, une rotation du carrousel de seulement 58 degrés est nécessaire. Par ailleurs, la coopération d'un pêne de section circulaire avec une face d'une gâche permet un rattrapage de jeu pendant la phase de verrouillage. En effet, le pêne de section circulaire est en contacte avec la face de la gâche suivant une ligne de contacte, et non suivant une forme complémentaire en trois dimensions (forme complémentaire de la gâche et du pêne en position de verrouillage du moule), comme on trouve usuellement. Dans les solutions connues où l'on associe deux formes complémentaires, on comprend que s'il existe un jeu, il est difficile de faire coopérer la forme complémentaire du pêne avec celle de la gâche destinée à l'accueillir. L'invention ne présente pas cette inconvénient car elle met en appui non pas deux formes complémentaires mais une droite et une face d'appui. On comprend de ce qui précède comment l'invention permet d'assurer un verrouillage sécuritaire, tout en permettant une ouverture ou une fermeture rapide du moule, car les mouvements des demi-moules lors de l'ouverture et de la fermeture peuvent être réalisés en même temps que les mouvements des moyens de verrouillage ou de déverrouillage, ce qui permet un gain de temps dans l'étape de moulage d'un élément, et donc une augmentation significative des cadences. Il devra être compris que l'invention n'est toutefois pas limitée au mode de réalisation représentée, et qu'elle s'étant à la mise en oeuvre de tout moyen équivalent.