Brevet FR3100733A1 — publié le 20210319

figure pour l’abrégé : figure 3 L’invention concerne un dispositif de poinçon télescopique, relatif aux moules d'injection des préformes en polyéthylène téréphtalate (PET) pour la fabrication de bouteilles par soufflage-étirage. Chaque poinçon (1) des empreintes du moule d'injection est coiffé d'une capsule télescopique (2)qui coulisse sur ledit poinçon pour aller déposer la préforme (6) dans le fond du tube de post-refroidissement sans déformation, tout en étant solidaire avec les tiroirs de démoulage (5')du col de la préforme (6) grâce à deux bagues (B) et (B') munies de deux paires de clavettes (3) et (3') qui sont diamétralement opposées, et qui se logent dans les rainures de clavettes (4) et (4') aménagées dans les plots (5) des demi-coquilles (5'). Les clavettes (3') et les rainures de clavettes (4') sont positionnées dans un plan perpendiculaire au plan vertical de jonction des demi- coquilles du tiroir,avec un angle vers l'avant par rapport à l'axe A A' du poinçon (1) , pour permettre un recul de la capsule télescopique (2) par rapport aux demi-coquilles (5') et un décollement de la préforme (6)par rapport à ladite capsule enfin d'éjection lors de l'ouverture des tiroirs de démoulage. Dispositif de poinçon télescopique pour moule de préformes PET. L’invention concerne un dispositif de poinçon, relatif aux moules d'injection des préformes en polyéthylène téréphtalate (PET) pour la fabrication de bouteilles et flacons par soufflage-étirage. La préforme se présente habituellement sous forme d’un tube cylindrique fermé à une extrémité et ouvert à l’autre extrémité qui forme le col de la préforme muni d’une collerette de retenue pour le convoyage dans la machine de soufflage-étirage et le filetage pour le bouchon du flacon. Le poinçon, fixé sur la partie mobile du moule d'injection définit l'intérieur de la préforme et les tiroirs de démoulage solidaires de la plaque d'éjection définissent le col de la préforme. La partie inférieure de la préforme, située sous la collerette de retenue, constitue la zone déformable lors de l’opération d’étirage-soufflage. Cette partie est d’une épaisseur appropriée pour permettre la mise en forme de la bouteille en fonction de la taille et du poids souhaités de ladite bouteille, tandis que le col, la collerette et le filetage sont habituellement d'une épaisseur de 1.5mm à 2 mm. Le diamètre externe de la préforme dans la zone de déformation est généralement de l’ordre de quatre à six millimètres inférieurs au diamètre de la collerette de retenue, et l’épaisseur de matière dans cette zone de déformation est définie en fonction de la masse de matière nécessaire à l’opération d’étirage – soufflage. Cette épaisseur dans la zone de déformation qui peut être de l’ordre de 2 à 4 millimètres ou plus, pénalise fortement le cycle de refroidissement de la préforme lors de l’injection et influence de manière négative la cadence de production desdites préformes. Pour remédier à cet inconvénient, la technique actuelle consiste à fractionner le refroidissement en effectuant un premier refroidissement dans le moule d’injection, puis en transférant les préformes entre 90° C et 102°C, dans un module multitube de post-refroidissement de trois ou quatre stations qui comportent chacune le même nombre de tubes de post-refroidissement que le nombre d’empreintes du moule, pour finaliser le refroidissement des préformes. Selon ce procédé, et à titre d'exemple, une préforme d’une longueur de 110 millimètres, d’une épaisseur de paroi de 2.76 millimètres dans la zone déformable et d’un poids de 26.7 grammes, nécessite un temps de cycle total de 10.2 secondes qui se répartit de la manière suivante : 2.6 secondes pour le remplissage de l’empreinte ; 3.2 secondes pour la pression de maintient ; 2.2 secondes pour le premier refroidissement dans le moule afin que la préforme soit suffisamment rigide pour le transfert dans le module de post-refroidissement . Ensuite il faut encore 2.2 secondes pour l’ouverture du moule, le transfert dans le module de post-refroidissement des préformes à une température de 90 à 102 ° Celsius , et la fermeture du moule pour un nouveau cycle d’injection. Les préformes continuent alors leur refroidissement dans le module de post-refroidissement pendant la durée de trois ou quatre cycles d’injection en fonction du nombre de stations dans ledit module pour atteindre une température de 45° Celsius environ. Selon la technique actuelle, la préforme est désolidarisée du poinçon dès le début de la course de la plaque d'éjection qui porte les tiroirs de démoulage du col de la préforme, et lesdits tiroirs ne poussent la préforme qu'au niveau de la collerette et du filetage pour la décoller du poinçon et la projeter dans le tube de post-refroidissement correspondant. En fin de course d'éjection les tiroirs de démoulage s'ouvrent pour libérer la collerette et le filetage du col de préforme et ladite préforme est alors aspirée dans le tube de post- refroidissement sans être maintenue ni refroidie pendant le temps très bref du transfert vers le module de post-refroidissement après sa désolidarisation du poinçon. Il est donc impératif que la préforme soit suffisamment rigide au niveau du col et donc suffisamment refroidie dans le moule pour être désolidarisée du poinçon, puis projetée dans le module de post-refroidissement sans risque de déformation de la collerette et du filetage, ce qui pénalise également le temps de cycle. La présente invention se propose de réduire d’avantage le temps de cycle total, en modifiant le mode de transfert de la préforme dans le module de post-refroidissement pour réduire au maximum le premier temps de refroidissement de 2,2 secondes qui était réalisé dans le moule pour ce type de préforme. Pour cela, le moule d’injection est ouvert dès la fermeture de la buse d'injection à obturateur à aiguille , après la fin de la pression de maintient, lorsque le col de préforme n'est pas encore parfaitement refroidi, et le transfert de la préforme est réalisé à l’aide d’un poinçon télescopique innovant qui accompagne la préforme dans le module de post-refroidissement sans risque de déformation de la collerette et du filetage lors de l'éjection. Dans ce but, l’invention concerne un moule d'injection du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce que chaque poinçon des empreintes dudit moule est coiffé d'une capsule télescopique ( interchangeable selon l'épaisseur de la zone déformable de la préforme) qui couvre le poinçon tout en étant fixée sur les tiroirs de démoulage du col de préforme et qui accompagne la préforme encore chaude dans le tube de post-refroidissement tout en la refroidissant sans interruption au cours du transfert. Le temps de refroidissement dans le moule est donc réduit au seul temps de solidification du point d'injection de la buse à obturateur à aiguille, ce qui permet de réduire le cycle total, passant ainsi de 10.2 secondes à 8.2 secondes pour le type de préforme énoncé en préambule. Soit un gain de productivité de l’ordre de 24.36% . La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante qui représente un mode de réalisation donné à titre d’exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels les tiroirs de démoulage du col de préforme ne sont représentés que par l'une des deux coquilles symétriques qui les composent, pour plus de clarté. La représente en coupe le côté droit du dispositif selon l'invention, en fin de course d'éjection de la préforme. La représente en coupe le côté gauche, en fin de course d'éjection de la préforme. La est une vue de dessus en coupe, en fin de course d'éjection de la préforme. La représente une vue en perspective, juste après l'injection de la préforme. La est une coupe en perspective, juste après l'injection de la préforme. En référence aux figures 1 à 5, le poinçon (1) a été réduit en diamètre dans sa partie avant pour recevoir la capsule télescopique (2) qui coulisse sur ledit poinçon et qui est solidaire en translation avec les tiroirs de démoulage (5') du col de la préforme (6) par deux bagues (B) et (B') munies chacune d'une paire de clavettes (3) et (3') diamétralement opposées qui se logent dans les rainures de clavette (4) et (4') aménagées dans chaque plot (5) fixé sur les demi-coquilles (5') des tiroirs de démoulage du col de la préforme (6). Les rainures de clavettes (4) sont usinées dans un plan perpendiculaire au plan vertical de jonction desdites coquilles des tiroirs et dans le plan perpendiculaire à l'axe de translation AA' de la capsule télescopique (2). Les rainures de clavettes (4') sont usinées dans un plan perpendiculaire au plan vertical de jonction des coquilles (5') des tiroirs en formant un angle vers l'avant desdites coquilles (5') des tiroirs, par rapport aux plan de la rondelle (B')qui est perpendiculaire à l'axe de translation A A' du poinçon télescopique (2). La capsule télescopique (2) qui coiffe le poinçon (1) est avantageusement réalisée en bronze au béryllium pour une meilleure conductibilité thermique et un meilleur glissement sans grippage sur le poinçon (1). Les capsules (2) peuvent être de différents diamètres extérieurs et de différentes longueurs dans la zone déformable de la préforme pour s'adapter sur un même type de poinçon (1) afin d'obtenir des préformes d'épaisseurs et de longueurs légèrement différentes, sans avoir à changer les poinçons plus complexes et plus coûteux à usiner. Les deux clavettes (3) sont solidaires de la bague (B) qui est positionnée en avant de l'épaulement (C) de la base de la capsule télescopique (2), et sont dans un plan perpendiculaire à l'axe de translation A A' du poinçon (1) et de la capsule télescopique (2). Les deux clavettes (3') sont solidaires de la bague (B') qui est positionnée dans la partie arrière de l'épaulement (C) de la base de la capsule télescopique (2) et derrière la bague (B), et forment chacune un angle vers l'avant desdites coquilles (5') des tiroirs par rapport aux plan de la rondelle (B') qui est perpendiculaire à l'axe de translation A A' . Un écrou (7) maintient la bague (B') solidaire de la base de la capsule télescopique (2), en appui sur l'épaulement (C), tandis que la bague (B) qui définit l'extrémité ouverte du col de préforme (6) est maintenue coulissante sur le devant de l'épaulement (C) de la base de la capsule télescopique (2) par ses clavettes (3) au niveau des rainures de clavettes (4) aménagées sur les plots (5) positionnés sur les tiroirs de démoulage (5') . Selon la , on remarque que la rainure de clavette (4') qui forme un angle de quelques degrés par rapport au plan perpendiculaire à l'axe A A' du poinçon (1) permet le recul axial de la capsule (2) par rapport aux demi-coquilles (5') , par glissement des clavettes (3') dans les rainures de clavettes (4') lorsque lesdites demi-coquilles (5') s'ouvrent perpendiculairement à l'axe A A', en fin de course d'éjection, pour assurer le décollement de la préforme (6) par rapport à la capsule télescopique (2), tandis que la préforme (6) continue d'être poussée en avant par la bague (B) solidaire des clavettes (3) qui coulissent dans les rainures de clavettes (4) perpendiculaires à l'axe de translation A A' du poinçon (1) et de la capsule télescopique (2) . Selon la , on voit le poinçon (1), la capsule télescopique (2), la demi-coquille (5') des tiroirs de démoulage, les bagues B et B' avec leurs clavettes (3) et (3'), l'épaulement (C) de la base de la capsule télescopique (2), l'écrou (7) et la préforme (6) . Selon la , on voit le poinçon (1) coiffé par la capsule télescopique (2) solidaire de la demi-coquille (5') du tiroir de démoulage du col de la préforme (6) en position fermée. Dans cette position, la clavette (3’) et la rainure de clavette (4') usinée dans le plot (5) maintiennent la capsule télescopique (2) en butée sur le poinçon (1) pour assurer le refroidissement de ladite capsule par conductivité. Les clavettes (3) et les rainures de clavettes (4) sont dans un plan perpendiculaire à l'axe du poinçon (1) et de la capsule télescopique (2). Le dispositif objet de la présente invention fonctionne de la manière suivante : Le module de refroidissement est introduit entre les plateaux du moule qui est ouvert dès la fermeture de la buse d'injection à obturateur à aiguille, juste après la fin de la pression de maintient, lorsque le col de préforme n'est pas encore parfaitement refroidi . Pendant cette phase, la préforme est encore refroidie par la capsule télescopique qui est elle même refroidie par le poinçon alimenté en liquide de refroidissement. Lorsque le module de post-refroidissement a positionné de manière coaxiale une série de tubes de post-refroidissement par rapport aux poinçons (1) munis de capsules télescopiques (2), la plaque d'éjection qui porte les tiroirs de démoulage des cols de préforme, déplace vers l'avant les demi-coquilles (5') des tiroirs qui restent en position fermée et les clavettes (3) et (3') poussent les bagues (B) et (B') solidaires de la capsule télescopique (2) pour aller déposer la préforme (6) dans le tube de post-refroidissement. En fin de course d'éjection, les demi-coquilles (5') s'écartent perpendiculairement à l'axe A A' du poinçon et le glissement des clavettes (3') sur les rainures de clavettes (4') fait reculer la capsule télescopique (2) par rapport aux demi-coquilles (5') qui poussent encore la préforme (6) au niveau du col sous l'action de la bague (B) et des clavettes (3) . Ce recul de la capsule télescopique (2) permet de décoller la préforme (6) de ladite capsule, et la préforme est alors maintenue par aspiration dans le fond du tube de post-refroidissement sans risque de déformation pour la collerette et pour le filetage du col de préforme. Lors du recul de la plaque d'éjection, les demi-coquilles (5') se referment et les clavettes (3') coulissent dans l'autre sens sur les rainures de clavettes (4') pour faire avancer la capsule télescopique (2) en butée sur la rondelle (B) selon la , pour une nouvelle injection de matière plastique après la fermeture du moule. Le temps de refroidissement initial de 2,2 secondes réalisé habituellement dans le moule pour ce type de préforme, après la fin de la pression de maintient, a été réduit au seul temps de solidification du seuil d'injection, permettant ainsi un gain de cycles de l'ordre de 24.36% ou plus, en fonction de l'épaisseur de la zone déformable de la préforme qui nécessite plus où moins de refroidissement dans le moule. Dispositif de poinçons, relatifs aux empreintes d'un moule d'injection plastique, utilisé pour la fabrication des préformes en polyéthylène téréphtalate (PET) pour les bouteilles et flacons ,et qui coopère avec un module de post-refroidissement multitube qui s'intercale entre les plateaux dudit moule lors de l'ouverture de ce dernier afin de recevoir la moulée des préformes qui sont alors positionnées sur les poinçons du moule , caractérisé en ce que chaque poinçon (1)des empreintes du moule d'injection est coiffé par une capsule télescopique interchangeable (2) qui coulisse sur ledit poinçon et qui est solidaire en translation avec les tiroirs de démoulage (5') du col de la préforme (6) par deux bagues (B) et (B') juxtaposées à l'épaulement (C) de la base de la capsule télescopique (2), et munies chacune d'une paire de clavettes (3) et (3') diamétralement opposées et qui se logent dans les rainures de clavettes (4) et (4') aménagées dans chaque plot (5)des demi-coquilles desdits tiroirs de démoulage (5')du col de la préforme (6), et qui sont placées dans un plan perpendiculaire au plan vertical de jonction desdites demi-coquilles . Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capsule télescopiques (2) qui coiffent les poinçons (1) seront avantageusement réalisées en bronze au béryllium pour obtenir une meilleure conductibilité thermique et un meilleur glissement sans grippage sur les poinçons (1), et que lesdites capsules (2) peuvent être de différents diamètres extérieurs et/ou de différentes longueurs extérieures pour s'adapter sur un même type de poinçon (1) afin de d'obtenir des préformes (6) d'épaisseurs et de longueurs légèrement différentes dans la zone de déformation, à partir d'un même poinçon (1). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux clavettes (3') solidaires de la bague (B') fixée dans la partie arrière de l'épaulement (C) de la capsule télescopique (2) par l'écrou(7), ainsi que les deux rainures de clavettes (4') aménagées dans chaque plot (5) des demi-coquilles(5') des tiroirs de démoulage, forment un angle de quelques degrés vers l'avant des demi-coquilles(5') par rapport aux plan de la rondelle (B'), perpendiculaire à l'axe de translation A A' du poinçon. Dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'angle de quelques degrés des clavettes(3') et des rainures de clavettes (4') par rapport au plan perpendiculaire à l'axe de translation A A 'de la capsule télescopique (2), induisent un recul axial de ladite capsule (2) par rapport aux deux demi-coquilles (5') des tiroirs de démoulage du col de préforme, par glissement des clavettes (3')sur les rainures de clavettes (4') lorsque lesdites demi-coquilles (5') s'ouvrent perpendiculairement à l'axe A A' en fin de course d'éjection, pour assurer le décollement de la préforme (6) par rapport à la capsule télescopique (2). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux clavettes (3) solidaires de la bague (B) qui est coulissante sur l' avant de l'épaulement (C) de la base de la capsule (2), et les deux rainures de clavettes (4) correspondantes aménagées dans chaque plot (5) des demi-coquilles(5') des tiroirs de démoulage, sont dans un plan perpendiculaire à l'axe de translation A A' du poinçon pour empêcher le recul de la préforme (6) lors du recul axial A A' de la capsule (2) par rapport aux demi-coquilles (5') des tiroirs de démoulage du col de préforme.