Procédé de fabrication d'objets creux en matière plastique
et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'objets creux en matière plastique et notamment d'objets creux présentant une ouverture de section plus réduite que la section du vide interne de l'objet, dans lequel on étire une feuille de matière plastique autour d'un noyau pour la former. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'on plaque la feuille de matière plastique contre le noyau en faisant agir une pression de fluide sur la feuille et en ce qu'on retire le noyau hors de l'objet formé après avoir provoqué une rétraction du noyau.
L'invention a aussi pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, comprenant une chambre dans laquelle est susceptible d'agir une pression de fluide, cette chambre présentant une ouverture sur les bords de laquelle la feuille de matière plastique à former est destinée à être plaquée, cette machine comprenant en outre un noyau destiné à être introduit dans ladite chambre en provoquant un étirage de la feuille. Cette machine est caractérisée par le fait qu'au moins une partie de la paroi du noyau est en matière déformable, des moyens permettant, d'une part, son maintien rigide, pendant la mise en forme de l'objet et, d'autre part, sa contraction lors de la sortie du noyau hors de l'objet formé.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Les fig. 1 à 4 montrent différentes phases de fabrication d'un objet creux sur cette machine.
Cette machine comprend une pièce creuse 1 dont l'évidement constitue une chambre 2 dans laquelle débouchent plusieurs conduites 3. Ces conduites 3 permettent d'envoyer un fluide sous pression, par exemple de l'air, dans la chambre 2. Ces conduites 3 peuvent aussi être utilisées pour faire le vide dans cette chambre 2. Dans cette chambre 2 est destiné à être engagé un noyau 4 porté par un support 5. Ce support 5 présente, en outre, une bride 6 destinée à venir recouvrir l'ouverture que présente vers le haut la chambre 2.
Le noyau 4 comprend une tige métallique centrale 7 fixée dans le support 5. Cette tige métallique 7 porte à ses extrémités des rondelles 8, respectivement 9, vissées sur ladite tige 7. La paroi 10 du noyau 4 est constituée en matière déformable, de préférence en une matière du genre élastomère. Cette paroi 10 en élastomère est formée de manière à conserver, en position de repos, la forme qui doit être donnée à l'intérieur de l'objet à fabriquer. Dans l'exemple représenté, cette paroi 10 a une forme bombée, les extrémités supérieures et inférieures de cette paroi 10 étant serrées entre les deux paires de rondelles 8 et 9. Un canal 11 est percé dans la tige 7, de manière à communiquer avec une conduite 12 prévue dans le support 5.
Cette conduite 12 et ce canal 1 1 permettent soit d'envoyer un fluide sous pression dans la partie interne du noyau 4 qui constitue un espace clos, soit de faire le vide dans cet espace clos pour provoquer une rétraction de la paroi 10 qui se rapproche alors de la tige 7, comme montré à la fig. 4.
La bride 6 porte en outre, à sa périphérie, une garniture d'étanchéité 13, par exemple en polytétrafluoréthylène ou Téflon (marque déposée).
L'utilisation de la machine décrite ci-dessus se fait selon le procédé suivant:
Lorsqu'on désire former à l'aide d'une feuille de matière plastique 14 un objet creux tel qu'un flacon, par exemple, on étend cette feuille 14 audessus de l'ouverture supérieure de la chambre 2, comme représenté à la fig. 1. Ensuite, cette feuille 14 est maintenue en place contre la pièce 1 par des moyens de serrage non représentés. Le noyau 4 est alors déplacé en direction du fond de la chambre 2, ce qui provoque un étirage de la feuille 14 qui prend la forme générale tronconique représentée à la fig. 2.
Lorsque la bride 6 vient reposer par sa garniture d'étanchéité 13 contre la feuille 14 qui se trouve pincée contre le bord de l'ouverture supérieure de la chambre 2, celle-ci est rendue étanche. L'opération suivante consiste à envoyer un fluide sous pression, par exemple de l'air, d'une part, dans le noyau 4 par la conduite 12 et le canal 1 1 pour rendre ce noyau parfaitement rigide et, d'autre part, dans la chambre 2 par les conduites 3. La pression d'air amenée par les conduites 3 provoque un plaquage de la feuille 14 contre le noyau 4 sur lequel cette feuille prend la forme définitive de l'objet à fabriquer.
Le volume d'air qui était contenu en 15 (voir fig. 2), c'est-à-dire entre la feuille 14 et le noyau 4, constitue un coussin d'air fortement comprimé empêchant le collage de la feuille 14 contre le noyau 4 et évitant les déchirures de cette feuille pendant sa mise en forme. Toutefois, selon la matière plastique utilisée, on pourrait avoir avantage à laisser échapper ce volume d'air à travers des trous percés dans la bride 6.
La feuille 14 une fois amenée à sa forme définitive, on fait baisser la pression dans la chambre 2.
Ensuite, on fait le vide dans la partie interne du noyau 4 en mettant en dépression la conduite 12.
Du fait de cette dépression, la paroi 10 du noyau 4 se contracte, ce qui diminue l'encombrement du noyau 4 et permet de sortir celui-ci de l'objet formé (voir fig. 4). L'objet formé 16 peut alors être extrait de la pièce 1 pour être terminé.
De nombreuses variantes du procédé de fabrication décrit ci-dessus pourraient être imaginées. Ainsi, pour faciliter l'étirage de la feuille 14 au moment de l'introduction du noyau 4 dans la chambre 2, les conduites 3 pourraient être mises en dépression pour provoquer une aspiration de la feuille dans la chambre 2. Si la matière élastomère constituant la paroi
10 du noyau 4 est de rigidité suffisante, il peut être superflu de mettre sous pression l'espace interne du noyau 4 pendant l'envoi d'air sous pression par les conduites 3 pour plaquer la feuille 14 contre le noyau 4. Toutefois, il est préférable, pour éviter tout changement de dimension du noyau 4 pendant la formation de la feuille 14 sur lui, d'envoyer de l'air sous pression équilibrée aussi bien dans la chambre 2 que dans l'intérieur du noyau 4.
On peut toutefois aussi soumettre le noyau 4 à une pression interne supérieure à la pression externe pour augmenter ses dimensions. Ce cas est applicable à la fabrication d'objets à très petite section d'ouverture par rapport à la section du vide interne.
Le procédé décrit ci-dessus peut être appliqué à la fabrication d'objets en matière plastique se formant à chaud ou à froid. Dans le cas de formation à chaud, la feuille 14 devrait être chauffée avant d'être amenée sur l'ouverture de la chambre 2.
Ce procédé évite la fabrication d'objets creux en deux coquilles qui doivent être soudées ou collées après coup. N'importe quelle forme peut être donnée au noyau 4, qui pourrait présenter des cannelures ou tout autre dessin de surface. Ce procédé permet, d'autre part, la fabrication d'objets creux, à paroi cylindrique, à paroi très mince, objets qu'il est impossible de fabriquer avec les procédés habituels.
D'autres moyens de fixation du noyau 4 au sup port 5 pourraient être utilisés en remplacement de la tige 7 et des rondelles 8 et 9, ces moyens pouvant varier selon la forme même de l'objet à fabriquer.
En outre, la paroi 10 du noyau, au lieu d'être en matière élastique, pourrait être simplement en matière déformable, la forme définitive du noyau 4 étant obtenue par mise sous pression de son espace interne.
En variante encore, la paroi déformable 10 pourrait être renforcée par des baleines ou des fils d'acier à ressorts par exemple. On pourrait aussi prévoir des nervures de renforcement ou surépaisseurs de forme quelconque constituées dans la même matière élastomère constituant la paroi 10 elle-même.
Dans le cas où la paroi 10 du noyau 4 serait baleinée, la rétraction de cette paroi 10, lors de la sortie du noyau hors de l'objet formé, pourrait aussi se faire mécaniquement par traction interne sur les baleines.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de fabrication d'objets creux en matière plastique, notamment d'objets creux présentant une ouverture de section plus réduite que la section du vide interne de l'objet, dans lequel on étire une feuille de matière plastique autour d'un noyau pour la former, caractérisé en ce qu'on plaque la feuille de matière plastique contre le noyau en faisant agir une pression de fluide sur la feuille et en ce qu'on retire le noyau hors de l'objet formé après avoir provoqué une contraction du noyau.
Process for manufacturing hollow plastic objects
and machine for the implementation of this method
The present invention relates to a method of manufacturing hollow plastic objects and in particular hollow objects having an opening of smaller section than the section of the internal void of the object, in which a plastic sheet is stretched. around a nucleus to form it. This method is characterized by the fact that the plastic sheet is pressed against the core by making a fluid pressure act on the sheet and in that the core is withdrawn from the formed object after having caused a retraction of the core.
The subject of the invention is also a machine for implementing the method described above, comprising a chamber in which a fluid pressure is capable of acting, this chamber having an opening at the edges of which the sheet of material plastic to be formed is intended to be plated, this machine further comprising a core intended to be introduced into said chamber by causing stretching of the sheet. This machine is characterized by the fact that at least part of the wall of the core is made of a deformable material, means allowing, on the one hand, its rigid maintenance, during the shaping of the object and, on the other hand part, its contraction during the exit of the nucleus from the formed object.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of a machine for implementing the method according to the invention.
Figs. 1 to 4 show different phases of manufacturing a hollow object on this machine.
This machine comprises a hollow part 1, the recess of which constitutes a chamber 2 into which several pipes 3 open. These pipes 3 make it possible to send a pressurized fluid, for example air, into the chamber 2. These pipes 3 can also be used to create a vacuum in this chamber 2. In this chamber 2 is intended to be engaged a core 4 carried by a support 5. This support 5 also has a flange 6 intended to cover the opening that has up bedroom 2.
The core 4 comprises a central metal rod 7 fixed in the support 5. This metal rod 7 carries at its ends washers 8, respectively 9, screwed on said rod 7. The wall 10 of the core 4 is made of deformable material, preferably made of an elastomeric material. This elastomeric wall 10 is formed so as to retain, in the rest position, the shape which must be given inside the object to be manufactured. In the example shown, this wall 10 has a domed shape, the upper and lower ends of this wall 10 being clamped between the two pairs of washers 8 and 9. A channel 11 is drilled in the rod 7, so as to communicate with a pipe 12 provided in the support 5.
This pipe 12 and this channel 1 1 allow either to send a pressurized fluid into the internal part of the core 4 which constitutes a closed space, or to create a vacuum in this closed space to cause a retraction of the wall 10 which approaches then of the rod 7, as shown in FIG. 4.
The flange 6 also carries, at its periphery, a seal 13, for example made of polytetrafluoroethylene or Teflon (registered trademark).
The machine described above is used according to the following process:
When it is desired to form using a plastic sheet 14 a hollow object such as a flask, for example, this sheet 14 is extended above the upper opening of the chamber 2, as shown in FIG. . 1. Then, this sheet 14 is held in place against the part 1 by clamping means not shown. The core 4 is then moved towards the bottom of the chamber 2, which causes a stretching of the sheet 14 which takes the general frustoconical shape shown in FIG. 2.
When the flange 6 comes to rest by its sealing gasket 13 against the sheet 14 which is pinched against the edge of the upper opening of the chamber 2, the latter is sealed. The following operation consists in sending a pressurized fluid, for example air, on the one hand, into the core 4 via the pipe 12 and the channel 1 1 to make this core perfectly rigid and, on the other hand, in the chamber 2 by the pipes 3. The air pressure supplied by the pipes 3 causes the sheet 14 to be pressed against the core 4 on which this sheet takes the final shape of the object to be manufactured.
The volume of air which was contained in 15 (see fig. 2), that is to say between the sheet 14 and the core 4, constitutes a cushion of strongly compressed air preventing the sticking of the sheet 14 against the core 4 and avoiding tearing of this sheet during its shaping. However, depending on the plastic material used, it might be advantageous to let this volume of air escape through holes drilled in the flange 6.
The sheet 14 once brought to its final shape, the pressure in chamber 2 is reduced.
Then, a vacuum is created in the internal part of the core 4 by depressurizing the pipe 12.
Due to this depression, the wall 10 of the core 4 contracts, which reduces the size of the core 4 and allows the latter to be released from the formed object (see FIG. 4). The formed object 16 can then be extracted from the part 1 to be finished.
Numerous variants of the manufacturing process described above could be imagined. Thus, to facilitate the stretching of the sheet 14 at the time of the introduction of the core 4 into the chamber 2, the pipes 3 could be placed in a vacuum to cause suction of the sheet in the chamber 2. If the elastomeric material constituting Wall
10 of the core 4 is of sufficient rigidity, it may be superfluous to pressurize the internal space of the core 4 while sending pressurized air through the ducts 3 to press the sheet 14 against the core 4. However, it is It is preferable, to avoid any change in dimension of the core 4 during the formation of the sheet 14 on it, to send air under balanced pressure both in the chamber 2 and in the interior of the core 4.
However, the core 4 can also be subjected to an internal pressure greater than the external pressure in order to increase its dimensions. This case is applicable to the manufacture of objects with a very small opening section compared to the internal vacuum section.
The process described above can be applied to the manufacture of plastic articles which form hot or cold. In the case of hot forming, the sheet 14 should be heated before being brought to the opening of the chamber 2.
This process avoids the production of hollow objects in two shells which must be welded or glued afterwards. Any shape can be given to the core 4, which could have grooves or any other surface design. This method allows, on the other hand, the manufacture of hollow objects, with a cylindrical wall, with a very thin wall, objects which it is impossible to manufacture with the usual methods.
Other means for fixing the core 4 to the support 5 could be used to replace the rod 7 and the washers 8 and 9, these means being able to vary according to the shape of the object to be manufactured.
In addition, the wall 10 of the core, instead of being made of elastic material, could simply be of deformable material, the final shape of the core 4 being obtained by pressurizing its internal space.
As a further variant, the deformable wall 10 could be reinforced by ribs or spring steel wires for example. One could also provide reinforcing ribs or extra thicknesses of any shape made of the same elastomeric material constituting the wall 10 itself.
In the event that the wall 10 of the core 4 is boned, the retraction of this wall 10, when the core exits from the formed object, could also be done mechanically by internal traction on the ribs.
CLAIMS:
I. Process for manufacturing hollow plastic articles, in particular hollow articles having an opening of smaller section than the section of the internal void of the object, in which a plastic sheet is stretched around a core to form it, characterized in that the plastic sheet is pressed against the core by causing fluid pressure to act on the sheet and in that the core is withdrawn from the formed object after having caused a contraction of the core.