Brevet FR3101007A1 — publié le 20210326

L'invention concerne une unité (18) de moulage de récipients qui comporte : - deux supports (22, 24) de moule ; - un dispositif (42) de verrouillage des supports (22, 24) de moule en position fermée ; - un dispositif (62) bistable qui comporte un élément (64) fixe et un élément (66) mobile entre deux positions (P1, P2) extrêmes stables ; caractérisé en ce que l'élément (66) mobile comporte un dipôle (68) magnétique mobile, et l'élément (64) fixe comporte un dipôle (70) magnétique fixe, le dipôle (70) magnétique fixe exerçant une force (Fm) magnétique à distance sur le dipôle (68) magnétique mobile pour forcer l'élément (66) mobile vers l'une ou l'autre des positions de ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Figure pour l'abrégé : Figure 8 "Unité de moulage à dispositif bistable magnétique" Domaine technique de l'invention L'invention se rapporte au domaine des unités de moulage de récipients, notamment par soufflage de préformes en matériau thermoplastique, qui comportent deux supports de moule qui sont destinés à porter chacun une partie d'un moule et qui sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle ils sont susceptibles d'être verrouillés par un dispositif de verrouillage. L'unité de moulage est plus particulièrement équipée d'un dispositif bistable qui permet de forcer le dispositif de verrouillage vers sa position verrouillée ou vers sa position déverrouillée correspondant à chacune de ses positions extrêmes stables. Arrière-plan technique L'invention concerne une unité de moulage destinée à équiper une station de formage de récipients en matériau thermoplastique en grandes séries. Dans une telle station, des préformes chaudes sont conformées en récipients finaux par soufflage dans des moules. De manière connue, chaque moule est réalisé en au moins deux parties qui sont susceptibles d'être jointes pour reconstituer une empreinte complète du récipient à produire. Chaque moule est monté dans une unité de moulage associée. Pour permettre de produire des récipients de modèles différents, chaque partie de moule est fixée de manière démontable dans un support de moule associé de l'unité de moulage. Les supports de moule sont mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte, dans laquelle les deux parties de moules sont écartées, et une position fermée, dans laquelle les deux parties de moule sont jointes. Lorsqu'on souhaite changer de modèle de récipient, il suffit de démonter les moules actuels des supports de moule pour les remplacer par de nouveaux moules. Pour permettre la réalisation de récipients en grandes séries, plusieurs unités de moulage sont portées à la périphérie d'un carrousel rotatif qui tourne en continu. Les préformes sont reçues dans les moules en un point d'entrée déterminé, tandis que les récipients sont extraits des moules en un point de sortie déterminé. Pour permettre l'insertion d'une nouvelle préforme et l'extraction d'un récipient fini, les supports de moule sont commandés dans leur position ouverte. Ainsi, durant leur trajet sur un secteur angulaire s'étendant depuis le point de sortie jusqu'au point d'entrée, les moules sont maintenus en position ouverte. Les préformes sont conformées en récipients dans les unités de moulage par soufflage ou étirage-soufflage durant leur transport depuis le point d'entrée jusqu'au point de sortie. Durant tout leur trajet depuis le point d'entrée jusqu'au point de sortie, il est impératif que les supports de moule occupent une position fermée dans laquelle les deux parties de moule sont jointes. En effet, pour éviter d'endommager les moules lors de leur fermeture, au moins l'une des deux parties de moule est montée flottante avec un jeu limité sur son support de moule. Pendant le soufflage, un fluide comprimé à la même pression que le fluide de soufflage, par exemple 40 bars, est injecté dans une chambre de compensation comprise entre le support de moule et la partie de moule flottante pour plaquer cette dernière contre l'autre partie de moule. Ceci permet d'obtenir des récipients avec un plan de joint peu visible. Or, si les supports de moule ne sont pas maintenus dans leur position fermée au moment où le fluide sous pression est injecté dans la chambre de compensation, la partie de moule flottante est poussée par la pression avec une force suffisante pour arracher ses moyens de fixation sur le support de moule. La partie de moule peut ainsi être éjectée. Une telle partie de moule peut peser jusqu'à plusieurs dizaines de kilogrammes. L'éjection de la partie de moule risque ainsi de provoquer des dommages conséquents à la station de formage et de mettre en danger l'intégrité physique des opérateurs humains situés à proximité. Pour garantir que les deux parties de moule soient bien jointes sans provoquer l'ouverture des supports de moule, ces derniers sont verrouillés en position fermée par un dispositif de verrouillage commandé. Le dispositif de verrouillage comporte un organe de verrouillage qui est monté mobile sur l'un des support de moule entre une position verrouillée dans laquelle il coopère avec une face de blocage de l'autre des supports de moule pour empêcher l'ouverture des supports de moule et une position déverrouillée dans laquelle l'organe de verrouillage est escamoté par rapport à la face de blocage pour autoriser l'ouverture des supports de moule. Les déplacements de l'organe de verrouillage entre ses deux positions verrouillée et déverrouillée sont généralement commandés au moyen d'un dispositif de commande à came. Une came est agencée de manière fixe sur une base fixe sur laquelle le carrousel est monté rotatif, tandis que le support de moule équipé de l'organe de verrouillage comporte un suiveur de came qui est lié à l'organe de verrouillage et qui commande les déplacements de l'organe de verrouillage par coopération avec la came. Pour garantir le bon fonctionnement de l'unité de moulage, il est important de s'assurer que l'organe de verrouillage est correctement commandé dans l'une ou l'autre de ses positions verrouillée ou déverrouillée et qu'il ne reste pas coincé dans une position intermédiaire qui ne permettrait pas son ouverture ou sa fermeture correcte. A cet effet, il est déjà connu d'équiper une telle unité de moulage avec un dispositif bistable muni de deux positions stables correspondant aux positions verrouillée et déverrouillée de l'organe de verrouillage. Le dispositif bistable force ainsi l'organe de verrouillage vers l'une ou l'autre de ses positions verrouillée ou déverrouillée lorsque l'organe de verrouillage occupe une position intermédiaire. La position stable vers laquelle l'organe de verrouillage est poussé dépend de sa position par rapport à une position d'équilibre instable du dispositif bistable. Les dispositifs bistables connus fonctionnent par contact mécanique en un élément monté mobile sur le support de moule et lié en mouvement avec l'organe de verrouillage, et un élément fixe. L'élément mobile est muni d'une came. Le support de moule porte l'élément fixe qui est formé d'un suiveur de came comportant un galet qui est contraint élastiquement vers la came de l'élément mobile. Le profil de la came est conçu pour que l'effort appliqué par le suiveur de came sur la came pousse l'élément mobile vers l'une ou l'autre de ses positions stables. Un tel dispositif bistable doit appliquer un effort de maintien suffisant pour maintenir l'élément mobile dans chacune de ses positions stables pour empêcher tout déplacement intempestif de l'organe de verrouillage, notamment sous l'effet de la gravité ou d'une force centrifuge. Le dispositif de commande à came de l'organe de verrouillage est en revanche conçu pour surmonter l'effort de maintien et commander ainsi l'organe de verrouillage vers son autre position stable. Un tel dispositif avec contact mécanique remplit son rôle de manière tout à fait satisfaisante. Cependant, il nécessite des opérations de maintenance régulières, notamment pour graisser le galet et les éléments mobiles du suiveur de came, ou encore pour remplacer les éléments en contacts les uns avec les autres qui sont sujet à usure. De telles opérations de maintenance doivent être opérées fréquemment, par exemple environ une fois par semaine. Elles durent environ 15 minutes par unité de moulage. Or une station de soufflage comporte généralement plusieurs unités de moulage. Cette opération de maintenance est donc susceptible d'immobiliser l'installation pendant plusieurs heures et/ou de requérir l'intervention de plusieurs opérateurs. Il existe donc un besoin pour réduire le temps et/ou la main d'œuvre pour entretenir le dispositif bistable de chaque unité de moulage. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue de dessus qui représente schématiquement une station de formage embarquant des unités de moulage réalisées selon les enseignements de l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe selon le plan de coupe 2-2 de la figure 1 qui représente une unité de moulage de la station de formage ; La figure 3 est une vue de dessus qui représente une unité de moulage de la station de formage dans laquelle les supports de moule sont dans une position fermée ; La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 dans laquelle les supports de moule sont dans une position ouverte ; La figure 5 est une vue de côté qui représente les supports de moule de la figure 4 en position ouverte, un dispositif de verrouillage de l'unité de moulage étant en position déverrouillée, l'unité de moulage étant équipée d'un dispositif bistable qui force le dispositif de verrouillage dans une position verrouillée ou dans une position déverrouillée par interaction magnétique entre au moins un dipôle mobile et au moins un dipôle fixe ; La figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5 dans laquelle les supports de moule sont en position fermée, le dispositif de verrouillage occupant une position verrouillée ; La figure 7 est un diagramme qui représente la variation de la force de répulsion appliquée par les dipôles fixes du dispositif bistable sur un dipôle mobile en fonction de la position du dipôle mobile par rapport aux dipôles fixes ; La figure 8 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle qui représente un premier mode de réalisation dispositif bistable de la figure 5 dans une première position extrême stable correspondant à une position verrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 8 qui représente le dispositif bistable dans une deuxième position extrême stable correspondant à une position déverrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 10 est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 10-10 de la figure 11 ; La figure 11 est une vue similaire à celle de la figure 8 qui représente le dispositif bistable dans une position intermédiaire d'équilibre instable correspondant à une position intermédiaire du dispositif de verrouillage ; La figure 12 est une vue similaire à celle de la figure 8 qui représente un deuxième mode de réalisation du dispositif bistable dans une position d'équilibre instable ; La figure 13 est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 13-13 de la figure 12 ; La figure 14 est une vue similaire à celle de la figure 12 qui représente une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation du dispositif bistable ; La figure 15 est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 15-15 de la figure 14 ; La figure 16 est une vue similaire à celle de la figure 8 qui représente un troisième mode de réalisation du dispositif bistable, le dispositif bistable occupant une première position extrême stable correspondant à une position verrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 17 est une vue similaire à celle de la figure 16 dans laquelle le dispositif bistable occupe une deuxième position extrême stable correspondant à une position déverrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 18 est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 18-18 de la figure 17 ; La figure 19 est une vue de face qui représente une unité de moulage comportant un dispositif bistable réalisé selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le dispositif bistable occupant une première position extrême stable correspondant à une position verrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 20 est une vue similaire à celle de la figure 19 dans laquelle le dispositif bistable occupe une deuxième position extrême stable correspondant à une position déverrouillée du dispositif de verrouillage ; La figure 21 est une vue en coupe selon le plan de coupe 21-21 de la figure 19 qui représente la position du dipôle mobile par rapport au dipôle fixe dans la première position extrême stable ; La figure 22 est une vue en coupe selon le plan de coupe 22-22 de la figure 20 qui représente la position du dipôle mobile par rapport au dipôle fixe dans la deuxième position extrême stable. Unité (18) de moulage de récipients, notamment par soufflage de préformes en matériau thermoplastique, qui comporte : - un premier support (22) de moule et un deuxième support (24) de moule qui sont destinés à porter chacun une partie d'un moule, les supports (22, 24) de moule étant montés mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte dans laquelle ils sont écartés l'un de l'autre, et une position fermée dans laquelle ils sont joints ; - un dispositif (42) de verrouillage des supports (22, 24) de moule en position fermée qui comporte au moins un organe (52) de verrouillage monté mobile sur le deuxième support (24) de moule entre une position verrouillée dans laquelle il coopère avec au moins une face (45) de blocage du premier support (22) de moule pour empêcher l'ouverture des support (22, 24) de moule et une position déverrouillée dans laquelle l'organe (52) de verrouillage est escamoté par rapport à la face (45) de blocage pour autoriser l'ouverture des supports (22, 24) de moule ; - un dispositif (62) bistable qui comporte : -- un premier élément (64) fixe par rapport au deuxième support (24) de moule, -- un deuxième élément (66) mobile qui est monté mobile sur le deuxième support (24) de moule entre deux positions (P1, P2) extrêmes stables situées de part et d'autre d'une position (P0) intermédiaire d'équilibre instable, et qui est lié en déplacement avec l'organe (52) de verrouillage, l'élément (66) mobile interagissant avec l'élément (64) fixe pour forcer le dispositif (42) de verrouillage vers sa position verrouillée ou vers sa position déverrouillée correspondant à chacune de ses positions (P1, P2) extrêmes stables ; caractérisé en ce que l'élément (66) mobile comporte un premier dipôle magnétique, dit dipôle (68) magnétique mobile, et l'élément (64) fixe comporte au moins un deuxième dipôle magnétique, dit dipôle (70) magnétique fixe, le dipôle (70) magnétique fixe exerçant une force (Fm) magnétique à distance sur le dipôle (68) magnétique mobile pour forcer l'élément (66) mobile vers l'une ou l'autre des positions de ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables quelle que soit sa position entre ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dipôle (70) magnétique fixe agit par répulsion magnétique sur le dipôle (68) magnétique mobile en exerçant sur lui une force (Fm) de répulsion pour pousser l'élément (66) mobile vers l'une ou l'autre de ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chacun des dipôles (68, 70) magnétiques émet constamment un champ magnétique, tel un aimant permanent. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les déplacements de l'élément (66) mobile sont arrêtés dans ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables par des butées (74, 76) mécaniques associées, la force (Fm) de répulsion exercée par chaque dipôle (70) magnétique fixe sur chaque dipôle (68) magnétique mobile étant suffisante pour maintenir l'organe (52) de verrouillage dans sa position verrouillée ou déverrouillée correspondant à l'une ou l'autre des positions (P1, P2) extrêmes stables de l'élément (66) mobile. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la variation de la force (Fm) de répulsion en fonction de la position de l'élément (66) mobile présente une pente qui relie deux extrema (Max1, Max2) de signes opposés, le au moins un dipôle (70) magnétique fixe étant conçu pour que la norme de la force (Fm) exercée sur l'au moins un dipôle (68) magnétique mobile soit comprise entre 30 N et 100 N, par exemple égale à environ 60 N, dans chacune de ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les dipôles (68, 70) magnétiques fixe et mobile sont conçus pour que la norme de la force (Fm) exercée sur l'au moins un dipôle (68) magnétique mobile soit égale à son extremum local (Max1, Max2) dans chacune de ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que chaque dipôle (70) magnétique fixe présente un axe (M1) polaire orienté orthogonalement à la trajectoire de l'élément (64) fixe, l'un des pôles, dit pôle actif, de chaque dipôle (70) magnétique fixe étant agencé en vis-à-vis de la trajectoire du dipôle (68) magnétique mobile. Unité de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément (64) fixe comporte plusieurs dipôles (70) magnétiques fixes, tous les dipôles (70) magnétiques fixes présentant un pôle actif de même polarité. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que chaque dipôle (68) magnétique mobile présente un axe (M2) polaire orienté dans la direction de sa trajectoire, chaque dipôle (68) magnétique mobile présentant un pôle dit "pôle de répulsion" qui présente la même polarité que le pôle actif des dipôles (70) magnétiques fixes, les pôles de répulsion passant en vis-à-vis des pôles actifs lorsque l'élément (66) mobile occupe une position intermédiaire entre ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que chaque dipôle (68) magnétique mobile présente un axe (M2) polaire orienté orthogonalement à sa trajectoire de manière qu'au moins un pôle de répulsion de chaque dipôle (68) magnétique mobile soit agencé en vis-à-vis d'un pôle actif de même polarité d'un dipôle (70) magnétique fixe lors du déplacement de l'élément (66) mobile entre ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables. Unité (18) de moulage selon la revendication 2 à 6, caractérisée en ce que chaque dipôle (70) magnétique fixe présente un axe (M1) polaire orienté parallèlement à la trajectoire de l'élément (66) mobile. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque dipôle (68) magnétique mobile présente un axe (M2) polaire orienté parallèlement à sa trajectoire, la polarité du dipôle (68) magnétique mobile étant inversée par rapport à la polarité du dipôle (70) magnétique fixe. Unité (18) de moulage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que au moins l'un parmi le dipôle (68) magnétique mobile et le dipôle (70) magnétique fixe présente une forme tubulaire dont l'axe principal coïncide avec son axe (M1, M2) polaire pour recevoir l'autre desdits dipôles (68, 70) magnétiques concentriquement lorsque l'élément (66) mobile occupe sa position d'équilibre instable. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément (66) mobile est monté coulissant sur le deuxième support (24) de moule entre ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables le long d'une trajectoire rectiligne. Unité (18) de moulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'élément (66) mobile est monté pivotant sur le deuxième support (24) de moule entre ses deux positions (P1, P2) extrêmes stables autour d'un axe (X) de pivotement, le dipôle (68) magnétique mobile étant fixé sur l'élément (66) mobile de manière excentrée par rapport à l'axe (X) de pivotement.