CH389233A - Procédé de formation d'un article creux en matière thermoplastique et appareil pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de formation d'un article creux en matière thermoplastique
 et appareil pour sa mise en oeuvre
 La présente invention a pour objet un procédé de formation d'un article creux en matière thermoplastique et un appareil pour la mise en   oeuvre    de ce procédé.



   Ce procédé est caractérisé en ce qu'on supporte des feuilles de matière thermoplastique sur les côtés opposés d'une platine, on chauffe la platine afin d'amollir chaque feuille et de la mettre en état   d'âtre    formée, on applique un outil de formation sur chaque feuille supportée par la platine, les outils présentant au moins une cavité et les cavités associées formant une matrice de formation de l'article, on crée une différence de pression sur les côtés opposés de chaque feuille pour déplacer les feuilles en contact de formation avec les cavités, on retire la platine chauffée d'entre les outils, on amène les faces opposées des outils en contact de façon que les parties amollies des feuilles adjacentes aux cavités entrent en contact et adhèrent entre elles, et on retire des outils l'article creux formé.



   L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend deux outils de formation opposés présentant chacun au moins une cavité, des moyens pour déplacer les outils en contact   l'un    avec l'autre de façon que les cavités associées constituent une matrice de formation de l'article creux complètement fermée, une platine destinée à engager sur ses faces opposée s des feuilles de matière plastique dont l'article creux doit être formé, des moyens de chauffage de la platine, des moyens pour déplacer la platine soit dans une position où elle est située entre les outils opposés, soit hors de cette position, et des moyens de connexion à un dispositif capable de créer une différence de pression sur les côtés opposés des feuilles engagées avec la platine, pour que les feuilles se déplacent en contact de formation avec les cavités.



   Les outils de formation peuvent comprendre chacun plusieurs cavités pour la production simultanée de plusieurs articles creux.



   Des passages peuvent être ménagés dans les outils, des passages s'étendant depuis les cavités et reliant   ceJles-oi    à des moyens de réduction de la pression d'air afin de créer ladite différence de pression. Des passages peuvent être ménagés également dans la platine, des passages s'étendant depuis les surfaces opposées de cette platine pour relier ces surfaces aux moyens créant une différence de pression. Par conséquent, la pression d'air peut être réduite ou augmentée sur les surfaces opposées de la platine, respectivement pour favoriser le support des feuilles sur la platine ou pour permettre aux   feuilles    d'être déplacées en contact de formation avec les cavités des outils.



   A part les moyens de chauffage de la platine, on peut avantageusement utiliser des radiateurs supplémentaires susceptibles d'être déplacés dans une position adjacente à chacun des côtés opposés de la platine et à distance de cette position.



   Il est avantageux aussi que les platines comportent   sur    leurs surfaces opposées des matrices s'étendant vers l'extérieur pour former partiellement les feuilles dans le sens de leur forme moulée finale, avant l'engagement des feuilles avec les outils. Les matrices peuvent présenter une forme complémentaire de la forme intérieure de l'article creux à former, par exemple.  



   La périphérie de la cavité dans   l'un    des outils ou dans les deux peut présenter un bord vif faisant saillie sur son pourtour pour couper les feuilles de plastique contre la surface de la platine ou contre l'outil de formation opposé.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention et illustre, également à titre d'exemple, deux mises en   oeuvre    du procédé objet de l'invention.



   La fig. 1 est une vue en élévation de la première forme d'exécution;
 la fig. 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, de dispositifs représentés à la fig. 1, et
 la fig. 3 est une coupe schématique partielle de la seconde forme d'exécution.



   L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 est destiné à former des balles de tennis de table en matière thermoplastique, et il comprend deux outils de formation 1. Les outils sont montés verticalement   l'un    au-dessus de l'autre, deux unités 2 à cylindre et piston montées sur des bâtis 3 permettant d'amener les outils en contact   l'un    avec l'autre et de les écarter   l'un    de l'autre. Les outils sont montés par leurs surfaces éloignées sur une tige de piston 2a de chaque unité.



   Deux boîtes 4 opposées sont montées chacune autour d'un outil, les faces opposées 5 de ces boîtes étant ouvertes pour permettre le rapprochement des outils en contact   l'un    avec l'autre. Ces boîtes 4 sont montées à glissement sur les tiges de piston des unités 2 de façon que les outils puissent se déplacer sur ces tiges de piston relativement aux boîtes, et quatre manchons de guidage 6 fixés à chaque boîte et capables de glisser sur quatre arbres de guidage verticaux 7 permettent de guider les boîtes et les outils dans leur mouvement de rapprochement ou d'écartement.



   Un joint de caoutchouc 4a est monté sur le bord inférieur de la boîte 4 supérieure de façon à sceller de manière étanche vis-à-vis de l'air une chambre formée par les boîtes quand ces dernières sont engagées mutuellement, le joint se logeant dans une rainure 4b taillée autour du bord opposé de l'autre boîte. Un tuyau non représenté s'étend à travers un côté d'une des boîtes 4 pour relier l'intérieur de cette boîte à des moyens capables d'augmenter la pression. Deux ressorts de compression 8 sont disposés chacun autour d'une tige de piston 2a entre le cylindre associé et la boîte 4 pour pousser les boîtes l'une vers l'autre, de sorte qu'à l'état normal de repos de l'appareil, représenté à la fig. 1, les outils sont retenus dans les boîtes, la distance qui les sépare étant supérieure à celle séparant les boîtes.



   Les outils de formation 1 coopèrent pour former des balles de tennis de table et, dans ce but, présentent des surfaces opposées 9 dans lesquelles sont taillées des cavités 10 hémisphériques. Chacune de ces cavités dans l'outil supérieur comprend (fig. 2) une partie en saillie 11 d'une seule pièce, meulée de façon à former un bord vif dont le rôle sera décrit.



   Dans chaque outil 1, chacune des cavités 10 présente plusieurs ouvertures 12 (dont une est visible seulement pour chaque cavité à la fig. 2) qui rejoignent toutes un passage commun 13 qui est relié par un tuyau souple 14 à des moyens non représentés de réduction de la pression d'air.



   Une platine 15 disposée horizontalement est montée au moyen de quatre roues 16 sur deux rails de guidage 17 fixés aux arbres de guidage 7 et à deux autres arbres de guidage 18, de façon à permettre le mouvement de la platine entre une position dans laquelle elle est disposée entre les outils opposés 1 et une position dans laquelle elle n'est plus entre ces outils, cette dernière position étant celle représentée aux fig. 1 et 2. Des moyens pour déplacer la platine entre ces deux positions comprennent une unité à cylindre et piston 19 à double action, fixée au bâti 3 inférieur, la tige de piston de cette unité étant fixée par une console 20 à un chaînon d'une chaîne 21 qui passe autour de quatre roues à chaîne 22 montées pour tourner sur le bâti de l'appareil, chacune des extrémités de la chaîne étant fixée à la platine 15.



   La platine présente sur ses surfaces horizontale supérieure et inférieure des matrices 23 s'étendant vers l'extérieur (fig. 2), et des passages 24 (dont quelques-uns seulement sont visibles) s'étendant depuis les surfaces de la platine à la base des matrices pour relier ces surfaces par des tuyaux 25 et une soupape d'arrêt 26 soit à des moyens de réduction de la pression, soit à des moyens d'augmentation de la pression, les uns et les autres non représentés.



   Les matrices 23 peuvent se loger chacune dans une cavité 10 des outils. Elles ne présentent pas une forme hémisphérique complémentaire de celle des cavités, mais forment des bosses destinées à former partiellement une feuille de matière plastique dans le sens de sa forme moulée finale. La platine comporte encore des moyens de chauffage non représentés.



   Deux radiateurs 27 sont disposés entre les arbres de guidage 18 sur lesquels peuvent glisser des manchons 28 solidaires des radiateurs et dans lesquels passent les arbres. Chaque radiateur est fixé à l'extrémité d'une tige de piston 29 d'une unité 30 à cylindre et piston à double action, les unités 30 étant montées chacune sur un bâti 3. Le fonctionnement des unités 30 dans le sens voulu déplace les radiateurs dans des positions adjacentes à chacun des côtés opposés (surfaces supérieure et inférieure) de la platine, quand celle-ci est dans la position représentée aux fig. 1 et 2, ou hors de ces positions.



  Chaque radiateur présente une surface de chauffage 31 (fig. 2) entourée d'une joue verticale 32 d'une pièce avec le radiateur. Lors du mouvement du radiateur vers la platine, la joue 32 entre dans une autre joue verticale 33 formée sur la platine et engage une surface intérieure inclinée 34 de cette joue pour constituer une chambre de chauffage fermée entre le radiateur et la platine.  



   Un passage 35 s'étend depuis la surface de chauffage de chaque radiateur et relie cette surface à travers un tuyau 36 à des moyens non représentés pour créer une différence de pression sur les côtés opposés d'une feuille de matière plastique destinée à être formée.



   Quand l'appareil fonctionne, ses diverses parties sont initialement dans les positions représentées à la fig. 1, la platine 15 étant à distance des outils 1 et les radiateurs 27 à distance de la platine 15.



   Une feuille 37 (fig. 2) d'une matière thermoplastique est disposée sur la surface de chauffage du radiateur inférieur 27 et une seconde feuille semblable 37 est disposée sur la surface supérieure de la platine 15. Les radiateurs sont alors déplacés vers la platine pour enfermer complètement les feuilles 37 entre les radiateurs et la platine.



   Pour amollir la matière, les radiateurs et la platine sont chauffés et, au cours de l'amollissement, la pression d'air est réduite entre les feuilles et   aes    radiateurs à travers le passage 35, puis la pression d'air est augmentée entre la platine et la feuille en reliant les passages 24 aux moyens d'augmentation de la pression, maintenant ainsi les feuilles en place contre les radiateurs. Quand les feuilles sont suffisamment amollies, la pression d'air entre les feuilles et les radiateurs est ramenée à sa valeur normale et la pression entre les feuilles et la platine est réduite en actionnant la soupape d'arrêt 26 pour relier les passages 24 aux moyens de réduction Ide la pression.

   Cette opération étire les feuilles amollies autour des matrices 23 et dans les creux entourant ces matrices, de sorte que les feuilles sont   partielle-    ment formées. Quand les feuilles sont encore contre la platine 15, les radiateurs 27 sont retirés au moyen des unités 30, après quoi l'unité 19 est actionnée pour déplacer la platine le long des rails 17 pour l'amener entre les outils 1.



   Les unités pneumatiques 2 sont alors actionnées pour déplacer les boîtes 4 et les outils vers la platine, et quand les boîtes engagent les surfaces supérieure et inférieure de la platine, empêchant ainsi tout mouvement ultérieur des boîtes, le fonctionnement des unités 2 se poursuit et les unités surmontent la force des ressorts 8 pour déplacer les outils vers le bas dans les joues 33 et autour des feuilles formées sur les matrices 23.

   Quand les outils sont fixes, une différence de pression est créée sur les côtés opposés de chaque feuille 37 en reliant les passages 12 dans les outils aux moyens de réduction de la pression, afin de réduire la pression entre les surfaces des cavités 10 et les feuilles, et en augmentant la pression entre la platine 15 et les feuilles.   I1    s'ensuit que les feuilles partiellement formées sont étirées sur les surfaces de formation des cavités 10 en contact étroit avec ces surfaces.



   Les unités 2 sont alors actionnées pour retirer les boîtes et les outils de la platine, les feuilles sur les outils sont maintenant complètement formées en demi-sphères, une pour chaque cavité 10. La platine est ensuite renvoyée dans sa position initiale entre les radiateurs 27 par le fonctionnement de l'unité 19.



  Les boîtes 4 et les outils 1 sont déplacés ensemble pendant que la feuille est dans un état plastique et permettent la soudure, de sorte que les bords de chaque demi-sphère dans un outil viennent en contact avec les bords d'une autre   demilsphère    dans l'autre outil, les demi-sphères étant soudées ensemble par les outils qui se ferment. Pendant ce mouvement, les boîtes 4 et les outils 1 se déplacent   initialement    ensemble jusqu'à ce que les boîtes viennent en contact l'une avec l'autre et s'engagent de façon étanche à l'air. La chambre étanche scellée dans les boîtes est alors mise sous pression en reliant le tuyau qui s'étend à travers le côté de l'une des boîtes au moyen d'augmentation de la pression, pour créer une pression à l'intérieur des balles qui sont formées.

   Le fonctionnement des unités 2 entraîne ensuite la compression axiale des ressorts 8 qui constituent des moyens pour s'assurer que les outils sont en contact   l'un    avec l'autre après l'engagement des boîtes, pour amener les outils en engagement et amener les formes hémisphériques en contact deux à deux afin de former des balles complètes. Les bords vifs 11 sur   l'un    des outils viennent en contact avec l'autre outil pour rogner les bords de la feuille de façon que les balles formées et soudées soient proprement séparées les unes des autres.



   Les passages 12 sont ensuite coupés des moyens de réduction de la pression et, après un   retard    pendant lequel la feuille thermoplastique maintenant formée en balles de tennis se refroidit, les outils s'ouvrent et les balles sont retirées.



   Dans une variante de l'appareil décrit, les radiateurs 27 peuvent être déplacés par une unité à piston et cylindre dans des positions où ils se trouvent entre les outils 1 et les boîtes 4 quand ceux-ci sont en position écartée. En utilisant cette variante, les radiateurs sont amenés en engagement avec la platine 15 pour chauffer les feuilles disposées sur cette platine, pendant que la platine est située entre les outils.   I1    est alors nécessaire de retirer les radiateurs d'entre les outils avant que ceux-ci soient amenés en engagement avec la platine pour assurer l'opération de formation.



   Dans une autre variante, les parties des matrices 23 destinées à s'insérer dans les cavités 10 des outils sont en forme de dôme et présentent chacune une hauteur qui est sensiblement la moitié de la profondeur de la cavité hémisphérique associée. Les   feuilles    de matière sont partiellement formées en direction de leur forme moulée finale et en forme de dôme autour des matrices 23 par une différence de pression sur les côtés opposés de chaque feuille pendant que les   feuilles    sont à l'état amolli entre la platine et les radiateurs, comme décrit plus haut. Une fois partiellement formée, chaque partie en forme de dôme de chaque feuille présente sensiblement la moitié de sa hauteur à l'état moulé final.

   La platine est alors disposée entre les outils qui sont fermés autour de la platine comme décrit pour la première  forme d'exécution, et ensuite, tout en maintenant les feuilles à une température sensiblement constante, une différence de pression est créée pour former chaque partie en dôme dans sa forme moulée finale contre les côtés de la cavité associée.



   On a trouvé que lorsque chaque moitié d'une balle de tennis de table est partiellement formée de cette façon avant la formation finale dans la cavité de moulage, la balle finie présente une épaisseur pratiquement uniforme.



   La seconde forme d'exécution représentée partiellement à la fig. 3, également destinée à former des balles de tennis de table, comprend des outils de formation 38 entourés par des boîtes non représentées, et des radiateurs non représentés, tous ces éléments étant construits de la même manière que les éléments semblables de la première forme d'exécution décrite. L'appareil comprend en outre une platine 39 destinée à supporter des feuilles d'une matière thermoplastique. Cette platine ne comporte pas de matrice s'étendant vers l'extérieur   comme    la matrice 15 de la première forme d'exécution, mais présente de chaque côté une surface plane 40 pour supporter les feuilles.

   Des passages 41 permettent de relier les surfaces 40 à travers des soupapes d'arrêt 42 soit à des moyens de réduction de la pression soit à des moyens   d'augmentation    de la pression.



   La platine est disposée initialement entre les radiateurs et les feuilles disposées sur la platine sont chauffées comme décrit plus haut, la seule différence étant que les feuilles chauffées, dans ce cas, restent planes sur la platine et ne subissent pas de formation partielle. Après chauffage, la platine est déplacée entre les outils de formation 38 (fig. 3), et quand les outils ont été engagés avec la platine de la manière décrite précédemment, les feuilles sont formées par une différence de pression, passant de l'état plan à   l'état    de   demi-sphères    conformément aux formes des cavités des outils. Le reste de l'opération pour former des balles complètes est similaire à celui décrit précédemment.



   Dans une variante de cette seconde forme d'exécution, une série de matrices s'étendant vers   l'este    rieur est utilisée pour chaque outil, les matrices ayant une forme hémisphérique complémentaire de celle des cavités des outils de formation et chaque série de matrices étant supportée sur une base. Des moyens de chauffage sont utilisés dans les matrices pour maintenir les feuilles à   l'état    plastique pendant la formation.



   Au cours du fonctionnement, les feuilles sont formées seulement partiellement dans les cavités des outils, pendant que ces feuilles sont maintenues sur la platine 39. Les outils sont alors retirés à distance de la platine, qui est elle-même retirée d'entre les outils. Les séries de matrices sont ensuite disposées entre les outils qui sont amenés vers ces matrices, et pendant ce déplacement les matrices font saillie dans les cavités afin d'étirer uniformément la feuille formée par les outils.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de formation d'un article creux en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'on supporte des feuilles de matière thermoplastique sur les côtés opposés d'une platine, on chauffe la platine afin d'amollir chaque feuille et de la mettre en état d'être formée, on applique un outil de formation sur chaque feuille supportée par la platine, les outils présentant au moins une cavité et les cavités associées formant une matrice de formation de l'article, on crée une différence de pression sur les côtés opposés de chaque feuille pour déplacer les feuilles en contact de formation avec les cavités, on retire la platine chauffée d'entre les outils, on amène les faces opposées des outils en contact de façon que les parties amollies des feuilles adjacentes aux cavités entrent en contact et adhèrent entre elles,

   et on retire des outils l'article creux formé.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on chauffe les feuilles à l'aide de radiateurs chauffés disposés sur les côtés des feuilles éloignés des côtés engagés avec la platine, pour favoriser l'amollissement des feuilles.

   2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on forme partiellement les feuilles vers leur forme moulée finale avant d'appliquer les outils sur les feuilles, en créant une différence de pression sur les côtés opposés de chaque feuille pour déplacer les feuilles en contact de formation avec des matrices s'étendant vers l'extérieur et disposées sur la platine.

   3. Procédé selon la sous-revendication 2, dans lequel chaque cavité est de forme hémisphérique, caractérisé en ce qu'on utilise des matrices en forme de dôme d'une hauteur pratiquement égale à la moitié de la hauteur moulée finale.

   4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on augmente la pression d'air sur le côté de chaque feuille éloigné de l'outil associé et on maintient cette augmentation de pression pendant le mouvement des faces opposées des outils, pour créer une pression à l'intérieur de l'article creux.

   REVENDICATION II Appareil pour la mise en ceuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend deux outils de formation opposés présentant chacun au moins une cavité, des moyens pour déplacer les outils en contact l'un avec l'autre de façon que les cavités associées constituent une matrice de formation de l'article creux complètement fermée, une platine destinée à engager sur ses faces opposées des feuilles de matière plastique dont l'article creux doit être formé, des moyens de chauffage de la platine, des moyens pour déplacer la platine soit dans une position où elle est située entre les outils opposés, soit hors de cette position, et des moyens de connexion à un dispositif capable de créer une différence de pression sur les côtés opposés des feuilles engagées avec la platine,

   pour que les feuilles se déplacent en contact de formation avec les cavités.

   SOUS-REVENDICATIONS 5. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion comprennent au moins une ouverture s'étendant à travers chaque outil depuis la cavité et reliant la cavité à des moyens de réduction de la pression.

   6. Appareil selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce qu'il présente des passages formés dans la platine, s'étendant depuis les surfaces opposées de celle-ci et reliant ledit dispositif créant la différence de pression.

   7. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend deux radiateurs mobiles entre deux positions, des radiateurs étant adjacents aux côtés opposés de la platine dans l'une de ces positions, chaque radiateur présentant une surface de chauffage opposée à un côté de Ja platine quand le radiateur est dans ladite position.

   8. Appareil selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que chaque radiateur est traversé par au moins un passage s'étendant à partir de la surface de chauffe et reliant ledit dispositif créant la différence de pression.

   9. Appareil selon la sous-revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces opposées de la platine comportent chacune au moins une matrice s'étendant vers l'extérieur, les passages dans la platine s'étendant depuis la base de ladite matrice.

   10. Appareil selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que chaque cavité est de forme hémisphérique et chaque matrice en forme de dôme et capable de s'insérer dans la cavité associée, chaque matrice présentant une hauteur égale à la moitié de la profondeur de la cavité associée.

   11. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que chacune des surfaces opposées de la platine est plane.

   12. Appareil selon la sous-revendication 11, caractérisé en ce que chaque outil comporte au moins une matrice et une base de support la matrice s'étendant vers l'extérieur depuis la base et pouvant se déplacer avec la base dans une position dans laquelle elle est disposée dans la cavité de l'outil, et à distance de cette position.

   13. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que la platine est montée sur deux rails de guidage, et en ce que les moyens pour déplacer la platine comprennent une unité pneumatique à cylindre et piston.

   14. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que la cavité d'un outil au moins comporte un bord vif sur son pourtour, pour rogner ou séparer une partie de la feuille disposée dans la cavité du reste de la feuille.

   15. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend deux boîtes opposées disposées chacune autour d'un outil, les côtés opposés des boîtes étant ouverts pour permettre le mouvement des outils l'un vers l'autre, les boîtes étant mobiles de manière à pouvoir s'engager l'une avec l'autre ou s'écarter l'une de l'autre sous l'action des moyens de déplacement des outils, les boîtes comprenant des moyens de scellage pour sceller de manière étanche à l'air une chambre formée à l'intérieur des boîtes quand celles-ci sont engagées, et des moyens pour connecter la chambre à des moyens d'augmentation de la pression, les outils pouvant être déplacés l'un vers l'autre quand les boîtes sont engagées.

   16. Appareil selon la sous-revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques pour maintenir ensemble normalement chaque boîte et son outil et pour maintenir normalement les surfaces d'engagement opposées des outils à une plus grande distance que les surfaces d'engagement opposées des boîtes, les moyens de déplacement des outils agissant contre la force desdits moyens élastiques afin d'amener les outils en contact quand les boîtes sont engagées de façon étanche à l'air.

   17. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage des outils en mouvement, et en ce que les moyens de déplacement des outils comprennent une unité pneumatique à cylindre et piston connectée à chaque outil.