Procédé pour la fabrication d'objets creux en partant d'une ébauche tubulaire
en matière thermoplastique et machine pour la mise en oeuvre du procédé
L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication d'objets creux, tels que bouteilles, flacons, etc., en partant d'une ébauche tubulaire en matière thermoplastique. Le procédé peut par exemple être utilisé pour une ébauche tubulaire sortant directement d'une machine d'extrusion ou boudineuse.
L'invention a aussi pour objet une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on aplatit et rend étanches les extrémités de l'ébauche et en ce que l'on traverse la paroi de l'ébauche par un poinçon qui amène un fluide sous pression qui augmente le volume de la chambre intérieure de l'ébauche et fait épouser à ses parois la surface intérieure d'un moule.
La machine pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisée par au moins un moule en au moins deux parties pouvant s'ouvrir et se fermer, par au moins un poinçon mobile relativement au moule et comportant au moins un orifice ou une rainure et par une source de fluide sous pression reliée à ces orifices ou rainures.
Sur le dessin annexé, une forme d'exécution de la machine selon l'invention est représentée à titre d'exemple. Dans ce dessin:
La fig. 1 montre une vue latérale de la machine
la fig. 2 montre une partie de la même machine vue par dessus;
la fig. 3 est une coupe partielle d'un porte-moule
les fig. 4 et 5 montrent un dispositif de coupe pour une ébauche tubulaire;
la fig. 6 montre un moule en section avec des conduits de réfrigération ;
les fig. 7 et 8 représentent, à plus grande échelle, les extrémités du moule destinées à aplatir l'ébauche tubulaire et une lèvre destinée à produire l'étanchéité.
les fig. 9, 10, 11 et 12 montrent la succession des opérations destinées à dilater l'ébauche par soufflage:
la formation de la chambre, la pénétration d'un poinçon, le soufflage, le retour du poinçon et l'évacuation du fluide de soufflage sous pression;
la fig. 13 est une coupe d'un vérin de commande du poinçon de soufflage avec ce dernier, à plus grande échelle, et
les fig. 14, 15 et 16 illustrent trois variantes du poinçon.
La machine représentée comporte un bâti 1 en forme de U, supportant un arbre principal 2 qui reçoit le mouvement d'un accouplement 3.
Aux deux extrémités de l'arbre 3 sont montées des boîtes de distribution 4 et 5 d'un fluide de souf flage respectivement d'un liquide de refroidissement.
Ces boîtes reçoivent ces fluides par des conduits respectifs 6 et 7.
Sur l'arbre 2 sont fixés deux plateaux 8 et 9, le premier étant destiné à recevoir les parties fixes de moules 10, le deuxième étant muni de guides 12 dans lesquels se déplacent des porte-moules 13 qui supportent à leurs extrémités des demi-moules 1 1 par l'intermédiaire de plateaux 28.
Des ressorts à boudin 14 tendent à pousser les ensembles porte-moule 13 moule 11 dans la position de moule fermé.
Une came 15 fixée à un plateau annulaire 34 agit sur des galets 16 pour déplacer le porte-moule 13 vers la gauche dans le dessin, provoquant l'ouverture du moule pour l'expulsion d'une pièce moulée et le chargement d'un nouveau morceau d'ébauche. (La position ouverte d'un moule est représentée par des lignes interrompues sur la fig. 1 et en traits pleins dans la fig. 2.) La fermeture sous pression du moule est obtenue par la compression de rondelles Belleville 17.
Le porte-moule 13 comporte un épaulement 18 (fig. 3). Sur une partie 19 à diamètre réduit du portemoule 13 est enfilé un certain nombre de rondelles
Belleville retenues par un manchon 20 qui coulisse sur l'extrémité 19 du porte-moule, sa course étant limitée par une goupille cylindrique 21 se déplaçant dans des mortaises 22. A l'extrémité libre du manchon sont fixés les deux galets 16 mobiles autour d'un axe 26 (fig. 3) traversant le manchon 20.
Si l'un des galets 16 abandonne la came 15, le moule se ferme sous l'effet du ressort 14 et le galet s'engage sur une partie inclinée 24 prévue sur une plaque 25 du bâti 1. Cela fait coulisser le manchon 20 sur l'extrémité 19 du porte-moule en comprimant les rondelles Belleville 17 qui transmettent cette pression au moule par l'intermédiaire du porte-moule 13, la goupille 21 engagée dans la mortaise 22 empêchant la rotation du manchon 20 par rapport au porte-moule 13 et limitant la course du manchon 20 sur l'extrémité 19.
La position du demi-moule mobile 11 est déterminée par une clavette 23 qui permet au porte-moule 13 de coulisser dans le guide 12.
Pour le centrage la partie 1 1 du moule est munie de tétons 27a s'engageant à la fermeture du moule dans des orifices 27b usinés sur l'autre moitié du moule.
Les deux moitiés 10 et 11 des moules sont fixées respectivement sur le plateau 8 et sur les plaques 28 qui terminent les porte-moules 13.
Un plateau 29, solidaire lui aussi de l'arbre principal 2, sert de support à des valves 30 qui servent à envoyer le fluide à un vérin 31 et à un poinçon de soufflage 32 (fig. 13).
Ces valves 30 sont commandées par une came 33 placée sur la plaque 25 du bâti.
Le plateau annulaire 34 peut se déplacer angulairement et être fixé sous différents angles sur la plaque 25 du bâti 1 pour le réglage du moment de l'ouverture des moules, et le plateau 29 peut être calé sous différents angles sur l'arbre principal 2.
Si la came 33 est également réglable, il sera possible d'opérer tous les réglages des opérations qui se produisent dans les moules pendant la marche de la machine.
L'orifice de sortie de la tête d'extrusion 35 est placé verticalement au-dessus d'un moule ouvert de telle façon que l'ébauche tubulaire 36 descend exactement entre les deux moitiés 10 et 1 1 du moule ouvert, et un dispositif de coupe 37 est prévu qui sectionne l'ébauche dès que le moule sera fermé, lorsque la longueur de l'ébauche tubulaire sera suffisante.
Le dispositif de coupe représenté aux fig. 4 et 5 est constitué par deux lames 38 articulées, semblables aux ciseaux de couturière. Le mouvement de ces lames est donné par un vérin 39 par l'intermédiaire de deux leviers 40 et 41.
La commande de l'arrivée du fluide moteur au vérin 39 est obtenu par une valve 42 fixée à une plaque 53 du bâti 1 (fig. 1). La valve 42 est ouverte aux moments opportuns par des butées 43 fixées au plateau 8 en nombre égal au nombre de moules.
L'expulsion de la pièce moulée est obtenue par des éjecteurs 44 incorporés à la moitié fixe de chaque moule et actionnés par une rampe 45 fixée à la plaque 53 du bâti et dont la position peut être réglée angulairement.
Les moules, dont un exemple est représenté en coupe dans la fig. 6, sont composés de deux moitiés 10 et 1 1 comportant chacune une demi-empreinte de l'objet à fabriquer, ils se ferment sur un plan de jonction A-B et leurs parois sont percées par un réseau de trous 46 dans lesquels circule un liquide réfrigérant venant du distributeur 5 par des conduits creusés dans l'arbre principal 2 et des conduits flexibles 47 pour revenir par un tuyau 48, I'arbre creux 2 et le distributeur 5.
L'ébauche tubulaire est aplatie aux deux extrémités du moule dans des cavités 49 et 50 dont les sections selon les lignes C-D et E-F sont représentées en plus grande échelle dans les fig. 7 et 8 dans lesquelles on voit clairement une lèvre 51 comportant une partie plate 52 distante de quelques dixièmes de millimètre du plan de joint. Cette lèvre 51 refoulera de part et d'autre la matière plastique, créant en même temps l'étanchéité dans la cavité 54 de l'ébauche tubulaire et une amorce de cassure.
Après la fermeture du moule et l'applatissement des extrémités de l'ébauche tubulaire dans les cavités 49 et 50 et la formation de la chambre étanche 54 (fig. 9), le poinçon 32, actionné par le vérin 31 dont le piston 55 est poussé par un fluide comprimé arrivant par un orifice 56, pénètre dans la chambre 54 de l'ébauche tubulaire en comprimant un ressort antagoniste 57 (fig. 13). Quant le piston 55 arrive à la fin de sa course, un trou 58 pénètre à l'intérieur de la chambre 60 du vérin, mettant en communication cette chambre, déjà en communication avec la source de fluide comprimé, avec les conduits et orifices du poinçon 32. Le fluide comprimé pourra ainsi pénétrer dans le creux de l'ébauche tubulaire qui augmentera de volume et épousera la forme de la surface intérieure du moule refroidi par la circulation de liquide (fig. 11).
Après un temps de gélification de la matière sur les parois du moule, le poinçon 32 reprendra sa position initiale et, par l'orifice laissé libre par le piston, le fluide comprimé s'échappera librement (fig. 12).
Les fig. 14, 15 et 16 montrent, en section longitudinale, trois formes de poinçons pouvant être utilement employés. Dans celui de la fig. 15 le fluide sous pression arrive par un conduit intérieur 61 du poinçon et débouche latéralement par un trou 59; dans les poinçons des fig. 14 et 16 le fluide comprimé arrive par les creux laissés entre des rainures 62 et le guide du poinçon; aucune des arrivées du fluide ne débouchant sur la face avant ou coupante du poinçon.
REVENDICATIONS
I. Procédé pour la fabrication d'objets creux en partant d'une ébauche tubulaire en matière thermoplastique, caractérisé en ce que l'on aplatit et rend étanches les extrémités de l'ébauche et en ce que l'on traverse la paroi de l'ébauche par un poinçon qui amène un fluide sous pression qui augmente le volume de la chambre intérieure de l'ébauche et fait épouser à ses parois la surface intérieure d'un moule.
Process for the production of hollow objects starting from a tubular blank
in thermoplastic material and machine for carrying out the process
The subject of the invention is a process for manufacturing hollow objects, such as bottles, flasks, etc., starting from a tubular blank made of thermoplastic material. The method can, for example, be used for a tubular blank coming directly from an extrusion machine or extruder.
Another subject of the invention is a machine for implementing this method.
The method according to the invention is characterized in that the ends of the blank are flattened and sealed and in that the wall of the blank is passed through a punch which supplies a pressurized fluid which increases the pressure. volume of the interior chamber of the blank and makes its walls match the interior surface of a mold.
The machine for carrying out the method is characterized by at least one mold in at least two parts which can be opened and closed, by at least one punch mobile relative to the mold and comprising at least one orifice or a groove and by a source of pressurized fluid connected to these orifices or grooves.
In the accompanying drawing, an embodiment of the machine according to the invention is shown by way of example. In this drawing:
Fig. 1 shows a side view of the machine
fig. 2 shows part of the same machine seen from above;
fig. 3 is a partial section of a mold holder
figs. 4 and 5 show a cutting device for a tubular blank;
fig. 6 shows a sectional mold with refrigeration conduits;
figs. 7 and 8 show, on a larger scale, the ends of the mold intended to flatten the tubular blank and a lip intended to produce the seal.
figs. 9, 10, 11 and 12 show the succession of operations intended to expand the blank by blowing:
forming the chamber, penetrating a punch, blowing, returning the punch and discharging the pressurized blowing fluid;
fig. 13 is a sectional view of a control cylinder of the blowing punch with the latter, on a larger scale, and
figs. 14, 15 and 16 illustrate three variations of the punch.
The machine shown has a U-shaped frame 1, supporting a main shaft 2 which receives the movement of a coupling 3.
At the two ends of the shaft 3 are mounted distribution boxes 4 and 5 of a blowing fluid respectively of a cooling liquid.
These boxes receive these fluids through respective conduits 6 and 7.
On the shaft 2 are fixed two plates 8 and 9, the first being intended to receive the fixed parts of molds 10, the second being provided with guides 12 in which move the mold holders 13 which support at their ends half-molds. molds 1 1 via trays 28.
Coil springs 14 tend to urge the mold carrier assemblies 13 mold 11 into the closed mold position.
A cam 15 attached to an annular plate 34 acts on rollers 16 to move the mold holder 13 to the left in the drawing, causing the mold to open for the expulsion of a molded part and the loading of a new one. blank piece. (The open position of a mold is shown by broken lines in Fig. 1 and by solid lines in Fig. 2.) The mold is closed under pressure by compressing Belleville washers 17.
The mold holder 13 has a shoulder 18 (FIG. 3). On a portion 19 of reduced diameter of the mold holder 13 is threaded a number of washers
Belleville retained by a sleeve 20 which slides on the end 19 of the mold holder, its stroke being limited by a cylindrical pin 21 moving in mortises 22. At the free end of the sleeve are fixed the two rollers 16 movable around d 'a pin 26 (Fig. 3) passing through the sleeve 20.
If one of the rollers 16 abandons the cam 15, the mold closes under the effect of the spring 14 and the roller engages on an inclined part 24 provided on a plate 25 of the frame 1. This slides the sleeve 20 on the end 19 of the mold holder by compressing the Belleville washers 17 which transmit this pressure to the mold through the mold holder 13, the pin 21 engaged in the mortise 22 preventing the sleeve 20 from rotating relative to the mold holder 13 and limiting the stroke of the sleeve 20 on the end 19.
The position of the mobile half-mold 11 is determined by a key 23 which allows the mold holder 13 to slide in the guide 12.
For centering the part 11 of the mold is provided with studs 27a engaging when the mold is closed in holes 27b machined on the other half of the mold.
The two halves 10 and 11 of the molds are fixed respectively on the plate 8 and on the plates 28 which end the mold holders 13.
A plate 29, also integral with the main shaft 2, serves as a support for valves 30 which serve to send the fluid to a cylinder 31 and to a blowing punch 32 (FIG. 13).
These valves 30 are controlled by a cam 33 placed on the plate 25 of the frame.
The annular plate 34 can move angularly and be fixed at different angles to the plate 25 of the frame 1 for adjusting the timing of opening of the molds, and the plate 29 can be wedged at different angles on the main shaft 2.
If the cam 33 is also adjustable, it will be possible to make all the adjustments to the operations which take place in the molds while the machine is running.
The outlet of the extrusion head 35 is placed vertically above an open mold such that the tubular blank 36 descends exactly between the two halves 10 and 11 of the open mold, and a device for cut 37 is provided which cuts the blank as soon as the mold is closed, when the length of the tubular blank is sufficient.
The cutting device shown in FIGS. 4 and 5 consists of two articulated blades 38, similar to dressmaker's scissors. The movement of these blades is given by a jack 39 via two levers 40 and 41.
The control of the supply of the driving fluid to the cylinder 39 is obtained by a valve 42 fixed to a plate 53 of the frame 1 (FIG. 1). The valve 42 is opened at the appropriate times by stops 43 fixed to the plate 8 in a number equal to the number of molds.
The expulsion of the molded part is obtained by ejectors 44 incorporated in the fixed half of each mold and actuated by a ramp 45 fixed to the plate 53 of the frame and whose position can be adjusted angularly.
The molds, an example of which is shown in section in FIG. 6, are composed of two halves 10 and 1 1 each comprising a half-imprint of the object to be manufactured, they close on a junction plane AB and their walls are pierced by a network of holes 46 in which circulates a coolant liquid coming from the distributor 5 via ducts hollowed out in the main shaft 2 and flexible ducts 47 to return via a pipe 48, the hollow shaft 2 and the distributor 5.
The tubular blank is flattened at both ends of the mold in cavities 49 and 50, the sections of which along lines C-D and E-F are shown on a larger scale in FIGS. 7 and 8 in which we clearly see a lip 51 comprising a flat part 52 spaced a few tenths of a millimeter from the parting line. This lip 51 will push back the plastic material on either side, at the same time creating the seal in the cavity 54 of the tubular blank and a break initiation.
After the mold is closed and the ends of the tubular blank flatten out in the cavities 49 and 50 and the sealed chamber 54 has been formed (FIG. 9), the punch 32, actuated by the jack 31, the piston 55 of which is pushed by a compressed fluid arriving through an orifice 56, enters the chamber 54 of the tubular blank by compressing an opposing spring 57 (FIG. 13). When the piston 55 reaches the end of its stroke, a hole 58 penetrates inside the chamber 60 of the jack, putting this chamber in communication, already in communication with the source of compressed fluid, with the conduits and orifices of the punch 32. The compressed fluid can thus penetrate into the hollow of the tubular blank which will increase in volume and match the shape of the interior surface of the mold cooled by the circulation of liquid (fig. 11).
After a period of gelation of the material on the walls of the mold, the punch 32 will return to its initial position and, through the orifice left free by the piston, the compressed fluid will escape freely (fig. 12).
Figs. 14, 15 and 16 show, in longitudinal section, three shapes of punches which can be usefully employed. In that of FIG. 15 the pressurized fluid arrives through an internal duct 61 of the punch and opens out laterally through a hole 59; in the punches of fig. 14 and 16 the compressed fluid arrives through the hollows left between grooves 62 and the guide of the punch; none of the fluid inlets opening onto the front or cutting face of the punch.
CLAIMS
I. Process for the manufacture of hollow objects starting from a tubular blank of thermoplastic material, characterized in that the ends of the blank are flattened and sealed and in that the wall of the blank is passed through. 'blank by a punch which brings a pressurized fluid which increases the volume of the interior chamber of the blank and makes its walls conform to the interior surface of a mold.