Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique
et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un objet en matière plastique et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
Dans les procédés connus de moulage par soufflage, la paraison est extrudée et il est désirable d'en varier l'épaisseur de la paroi de façon que la paroi du récipient obtenu en soufflant de l'air dans la paraison, présente une épaisseur déterminée sur une aire prédéterminée. Certaines parties du récipient sont soumises à de plus grands efforts que d'autres parties lorsqu'il est utilisé ; pour cette raison, il est indiqué de renforcer les premières parties du récipient en travaillant une paroi plus épaisse pour ces parties.
Dans les procédés connus, la paroi de la paraison est variée en réglant la position axiale d'un mandrin situé dans la matrice d'extrusion du distributeur de matière plastique. La paraison en matière plastique est extrudée à partir d'une ouverture de distribution annulaire variable formée entre la matrice et le mandrin. La position axiale du mandrin est commandée en synchronisme avec la force d'alimentation en matière plastique de l'extrudeur, par exemple, au moyen d'un mécanisme programmeur commandant lui-même tous les organes mobiles.
Ces dispositifs connus ne travaillent pas de façon satisfaisante propre à assurer la distribution voulue de plastique dans la paraison et le positionnement de la paraison dans le moule de façon que le plastique soit convenablement distribué dans les différentes parties du moule.
Si, par exemple, le mandrin de l'extrudeur est actionné une demi-seconde trop tôt ou trop tard, une quantité trop élevée ou trop faible de matière plastique sera extrudée dans la région désirée, de sorte que la paroi du récipient formé ne présentera pas l'épaisseur voulue ou les épaisseurs voulues aux dif férents endroits. Lorsque la commande du mandrin s'effectue en avance ou en retard, le processus de réglage de l'ouverture annulaire de distribution constitue un désavantage plutôt qu'un avantage.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on force du plastique à travers un passage et à l'extérieur d'un orifice d'extrusion pour former la paraison, en ce qu'on détermine la position de l'extrémité de la paraison lorsqu'elle est extrudée de l'orifice et en ce qu'on fait varier la largeur du passage en fonction de la distance entre l'extrémité de la paraison et l'orifice d'extrusion.
Il en résulte une distribution précise de plastique dans la paraison, ceci relativement à la cavité de moulage dans laquelle-la paraison est soufflée.
La commande du débit de plastique à partir de l'orifice d'extrusion, en fonction de la position axiale de la matrice, peut etre effectuée par des moyens de réglage mécaniques, hydrauliques ou électriques.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend une tête d'extrusion présentant des surfaces délimitant un passage d'extrusion, un mandrin présentant des surfaces complémentaires desdites surfaces délimitant le passage d'extrusion et positionné dans le passage et agencé pour pouvoir se déplacer par rapport à ce dernier, des moyens agencés pour se déplacer axialement relativement à ladite tête d'extrusion et pour engager l'extrémité de la paraison extrudée de ladite tête, afin de la tirer à l'écart de la tête, ceci en synchronisme avec 1'extrusion du plastique et des moyens de commande reliés auxdits moyens et audit mandrin et agencés pour varier la position de ce dernier dans le passage, ceci en fonction de la position desdits moyens relativement à la tête.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 représente, en coupe et en section, les organes essentiels de la machine dans leur position occupée lors de l'injection de la tête d'un récipient.
La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant la machine lors de 1'extrusion de la paraison à partir de laquelle le récipient est formé.
La fig. 3 est une vue semblable aux figures pré- cédentes et montrant la machine lors de la formation du récipient.
La fig. 4 est une vue partielle semblable aux figures précédentes et montrant la machine lors du retrait du récipient hors du moule.
La fig. 5 est une vue latérale en élévation de la machine selon la fig. 4.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 4 et montrant la première opération nécessaire pour retirer le récipient du moule.
La fig. 7 est une vue latérale de la machine selon la fig. 6.
La fig. 8 est une vue semblable à la fig. 6 et ; montrant l'opération suivante nécessaire pour enlever la queue en plastique du récipient et libérer le récipient terminé.
La fig. 9 est une vue latérale de la machine selon la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en perspective du mécanisme destiné à retirer le récipient et à enlever la queue de plastique.
La fig. 11 est une vue en bout et en élévation depuis la droite de la fig. 10 d'une partie du méca- nisme destiné à enlever la queue.
La fig. 12 est une vue schématique du dispositif d'alimentation en plastique.
La machine comprend une tête d'extrusion A coopérant avec une matrice de formation de la tête de l'objet B, ceci en synchronisme avec le fonctionnement d'un dispositif C de commande du mandrin.
Ces dispositifs fonctionnent en coordination avec un moule D et d'autres organes qui seront décrits ci-après.
En résumé, le procédé décrit a trait à la fabrication d'objets en plastique dans lequel une première partie de l'objet est formée par moulage sous pression et une seconde partie de l'objet est formée par soufflage et moulage d'un tube en plastique creux et extrudé, ce tube étant solidaire de la première partie de l'objet.
Le procédé comprend les étapes suivantes : 1. amenée de la masse plastique d'une source d'ali-
mentation à une première chambre ; 2. isolation de la masse plastique dans la première
chambre de la source d'alimentation ; 3. application d'une pression sur la masse plastique
isolée pour la faire s'écouler de la chambre dans
un moule à injection pour la première partie de
l'o'ojet en plastique ; 4. continuation de la pression exercée sur la masse
plastique isolée afin d'extruder un tube en plasti
que creux faisant partie intégrante de la première
partie de l'objet, et 5. moulage par soufflage du tube plastique creux
afin de former le corps de l'objet en plastique.
La masse plastique peut être amenée simultanément à plusieurs premières chambres séparées et chaque chambre peut être commandée indépendamment des autres afin de constituer une source de matière plastifiée pour un ou plusieurs postes de moulage comme décrit ci-dessus. De préférence, la quantité de matière plastique est limitée dans chacune des chambres à la quantité nécessaire à la formation de la première partie de l'objet et du tube creux. Ainsi, lorsque le réservoir de la machine est mis en marche de façon à assurer une production déterminée, la machine peut produire un objet à chacun des postes de moulage, ceci avec un rendement élevé et la cadence maximum. Il en résulte que l'on obtient des objets de bonne qualité à tous les postes de moulage et que leur prix de revient est minimum.
Il est également possible d'utiliser une seule machine à plusieurs postes pour produire des objets différents, ceci pour autant que chaque réservoir alimente des ouvertures produisant des objets nécessitant la même quantité de matière plastique.
En résumé, l'appareil décrit ci-dessus comprend différents dispositifs de commande pour limiter la quantité de matière plastique utilisée pour former la partie de l'objet moulée par injection et le tube à partir duquel le corps de l'objet sera soufflé. Cet appareil comprend un mécanisme pour l'alimentation de la masse plastique fluide, un conduit d'alimentation destiné à recevoir la masse à partir du mécanisme d'alimentation, une chambre destinée à recevoir la masse du conduit, des moyens coopérant avec le conduit d'alimentation pour isoler la chambre du mécanisme d'alimentation, des moyens coopérant avec la chambre pour exercer une pression sur la masse de plastique dans la chambre, et au moins une ouverture de décharge de la chambre pour permettre à la masse plastique de quitter celle-ci afin de former la première partie de l'objet,
ainsi que le tube en plastique. De préférence, les moyens prévus dans le conduit d'alimentation pour isoler la chambre du mécanisme d'alimentation sont constitués par une soupape unidirectionnelle qui s'ouvre sous 1'effet de la pression de la masse plastique sortant de l'extru- deur et qui se ferme automatiquement lorsque les moyens destinés à exercer une pression dans la masse de plastique contenue dans la chambre sont mis en action.
Tête d'extrusion
En se référant à la fig. 1, on voit un chassis I supportant, dans sa partie supérieure, une tête d'extrusion 2 présentant un trou axial 3 dans lequel un mandrin 4 peut se déplacer axialement afin de régler l'écoulement du plastique à partir de la tête d'extrusion. Le mandrin réglable 4 est guide axialement de façon conventionnelle dans le trou 3. La surface 5 constituant l'extrémité inférieure du mandrin 4 est tronconique et est destinée à coopérer avec une surface 6 tronconique correspondante, laquelle constitue l'extrémité inférieure du trou 3 de la tête 2.
Les surfaces 5 et 6 délimitent dans l'espace ouvert entre ces surfaces, lorsque le mandrin 4 est espacé du trou 3, un passage tronconique 7.
Un organe de chauffage 8 entoure la tête 2 et est alimenté par une source de courant électrique.
Le trou 3 constitue une chambre 9 alimentée en matière thermoplastique fluide (polyéthylène, polypropylène, etc.) sous pression, ceci à travers un conduit 10 relié au mécanisme d'alimentation décrit ci-dessous.
La chambre 9 communique avec le passage 7 délimité entre les surfaces tronconiques 5 et 6. La section du passage 7 peut être réglée de façon à pouvoir varier le débit du plastique à travers le passage.
La commande des déplacements axiaux du mandrin 4 est effectuée par un levier 11 pivoté en 12 sur le châssis 1. Le mandrin 4 est monté de façon à pouvoir coulisser verticalement dans le châssis 1 et est pivoté en 13 sur le levier 11. L'extrémité 14 du levier 11 porte un rouleau 15 destiné à rouler dans une rainure 16 pratiquée dans un bloc 17 qui renferme des moyens destinés à commander le mouvement du mandrin 4.
Dispositif de commande
du mandrin
Le bloc 17 présente un trou 18 dans lequel est montée une soupape coulissante 19. Une tige 20 s'étendant vers le bas fait partie intégrante de la soupape inférieure 19. La soupape 19 est sollicitée vers le haut par un ressort 21 logé dans le bloc 17 entre l'extrémité inférieure de celui-ci et le guide de soupape 19a, lequel fait partie intégrante de la tige 20 et coulisse dans le trou 18.
La tige 20 s'étend au-dessus de la soupape 19 où elle est reliée à la face inférieure d'un second guide de soupape 19b monté coulissant dans le trou 18.
Une tige 22 s'étend au-dessus de la surface supérieure du guide de soupape 19b, cette tige 22 formant partie intégrante de cette surface. L'extrémité supérieure de la tige 22 comprend un noyau magnétique 23 dont la position est déterminée par deux électroaimants 24 et 25 montés au sommet du bloc 17. Les circuits électriques des électro-aimants sont commandés par des interrupteurs 26 et 27.
La surface extérieure du bloc 17 présente un anneau périphérique 28 formant piston et coulissant dans un cylindre 29 que présente le châssis 1. Ainsi, le bloc 17 constitue un piston pouvant se déplacer dans le cylindre 29. La surface inférieure 30 de l'anneau 28 est plus grande que la surface supérieure 31.
Le trou 18 présente une chambre circulaire supérieure 33, une chambre circulaire inférieure 32 et une chambre circulaire intermédiaire 34, laquelle communique avec les chambres 32 et 33 et est plus grande que ces dernières. La chambre 34 communique avec un conduit 35 passant à travers le bloc 17 et débouchant au-dessous de la surface inférieure 30 de l'anneau 28.
Le bloc 17 présente deux conduits 36 et 37. Le conduit 36 s'étend du réservoir 39 à la chambre inférieure 32 du trou 18, au-dessous de la chambre 34. Un conduit 38 relie à l'une de ses extrémités le conduit 36 et débouche à son autre extrémité audessus de la surface supérieure 31 de l'anneau 28.
Le conduit 36 est alimenté en huile sous pression à partir du réservoir 39 par une pompe 40.
Le conduit 37 s'étend à travers le bloc 17 et débouche à l'une de ses extrémités dans la chambre supérieure 33, au-dessus de la chambre 34, et à son autre extrémité dans le réservoir 39 afin de ramener l'huile dans le réservoir.
L'extrémité inférieure du bloc 17 est filetée en 41, un anneau 42 étant vissé sur cette dernière de façon à constituer une butée réglable destinée à limiter le déplacement vers le haut du bloc 17, relativement au châssis 1, ceci en venant buter contre une partie 43 que présente le châssis 1 de la machine.
Ainsi, grâce au bloc 17 et à la soupape 19, la position du mandrin 4 peut être réglée relativement à la surface conique 6 pour varier le débit du plastique hors de la tête d'extrusion 2.
La soupape 19 de ce dispositif de commande C est sensible à la position de la matrice 44 lors de la formation de la tête du récipient et de 1'extrusion de la paraison.
Matrice de formation
de la tête
Une matrice 44 de formation de la tête est constituée de deux segments mobiles 45 et 46 sollicités normalement l'un contre l'autre par des ressorts 47 logés dans un bloc cylindrique 48. Les segments forment une cavité dans laquelle la tête du récipient est destinée à être formée, ces segments pouvant être déplacés à l'écart l'un de l'autre de la position représentée à la fig. 1 à la position représentée à la fig. 6.
L'extrémité inférieure 49 du bloc 48 présente un anneau 51 formant piston et coulissant sur la surface intérieure 50 d'un cylindre 50a solidaire du châssis 1. Ainsi, l'extrémité inférieure 49 se comporte comme un piston dans le cylindre 50a.
Du fluide sous pression est envoyé par le conduit 52 à l'extrémité supérieure SOb du cylindre pour déplacer l'extrémité 49 du bloc vers le bas, tandis que du fluide sous pression est envoyé par un conduit 53 à l'extrémité inférieure 50c du cylindre pour déplacer l'extrémité du bloc 49 vers le haut. Le fluide sous pression est commandé de manière conven-tionnelle. Le mouvement alternatif vertical de l'extré- mité 49 du bloc a pour effet d'imprimer ce mouvement au bloc 48 en entier comme décrit ci-après.
Le bloc 48 présente une chambre cylindrique 54 à son extrémité supérieure, dans laquelle se déplace un piston 55. Un organe tubulaire 56 venu d'une pièce avec la face supérieure du piston 55 présente une extrémité tronconique 57 destinée à venir s'appliquer contre une surface tronconique correspondante 58 que présente la surface inférieure des segments 45 et 46. Lorsque l'organe tubulaire 55 s'est déplacé vers le haut, les segments 45 et 46 sont écartés l'un de l'autre contre l'action des ressorts 47.
Le piston 55 est déplacé verticalement par du fluide sous pression, agissant contre l'une ou l'autre de ses faces, ce fluide étant introduit dans la chambre cylindrique 54 par des conduits 59 ou 60 alimentés de façon conventionnelle par des moyens non représentes.
Un manchon tubulaire 60a s'étend au-dessus de la face inférieure de la surface de la chambre 54 et est venu d'une pièce avec cette face inférieure. Le manchon 60a passe à travers un piston 55 et un organe 56 dans lequel il peut coulisser. L'extrémité supérieure du manchon 60a s'étend au-dessus de l'extrémité conique 57 de l'organe 56 et aboutit entre les segments 45 et 46 de la matrice (en position fermée représentée en fig. 1) afin de constituer la surface inférieure de la cavité de moulage dans laquelle la tête du récipient est destinée à être moulée.
Un tube 61 présentant un conduit central 62 pour le passage de l'air est monté coulissant dans le manchon 60a et est disposé coaxialement à l'organe 56, à la matrice 44 et au manchon 60a.
L'extrémité inférieure du tube 61 fait partie intégrante d'un piston 64 pouvant se déplacer verticalement dans un cylindre 65 que présente le bloc intermédiaire 48. Le piston 64 est déplacé verticalement par du fluide sous pression introduit dans l'extrémité supérieure ou inférieure du cylindre 65 par des conduits 66 ou 67 respectivement, ce fluide ; étant commandé par des moyens conventionnels non représentés.
Le mandrin réglable 4 présente, à son extrémité inférieure, une ouverture 68 dans laquelle peut coulisser l'extrémité supérieure du tube 61. Un passage 69 s'étendant verticalement à travers le mandrin 4, met en communication l'ouverture 68 avec l'atmosphère.
L'extrémité inférieure 49 du bloc 48 présente une console 70 supportant une came verticale 71.
La surface extérieure 71a de la came est profilée pour les raisons indiquées ci-dessous.
Un suiveur de came 72 est monté pivotant à l'une des extrémités d'un levier 73 pivoté en 74 au châssis de la machine 1. Le levier 73 est en forme de L, son pivot étant situé au point 74 de réunion des deux bras du L. L'un des bras du levier est orienté sensiblement horizontalement, tandis que l'autre bras est orienté sensiblement verticalement. Une ouverture 75 est aménagée dans l'extrémité extérieure du bras horizontal et reçoit l'extrémité 76 d'une tige 20 fixée à une soupape 19. L'extrémité 76 est filetée et une vis moletée 77 est vissée sur elle.
Dispositif de moulage
Le châssis 1 de la machine supporte deux cylindres 79 et 80 dans lesquels peuvent se déplacer des pistons 81 et 82 reliés respectivement par des tiges 83 et 84 à des coquilles de moulage 85 et 86 du moule. Les deux pistons 81 et 82 sont actionnés par du fluide sous pression introduit dans les extrémités des cylindres 79 et 80 par des conduits 87 et 88 alimentés par des moyens conventionnels non représentés.
Les chambres 89 et 89'des coquilles 86 et 85 du moule respectivement, de même que les chambres 90 et 90'des segments 45 et 46 respectivement de la matrice de moulage de la tête, sont alimentées par un liquide de refroidissement tel que de l'eau froide.
Moyens pour retirer le récpie12t
et pour en detacher la queue
La machine comprend des moyens pour saisir le récipient 91 qui a été formé (voir fig. 4 à 9), ces moyens comprenant un support mobile 92 sur lequel sont pivotées deux broches 93 reliées de façon à pivoter autour d'axes horizontaux. Les broches pivotent de façon à se rapprocher ou à s'éloigner l'une de l'autre, comme représenté à la fig. 4. Chaque broche porte un groupe de doigts 94 dirigés vers le bas. Le support 92 peut être déplacé de l'avant à l'arrière, sous la tête 2, par un piston et un cylindre 92a montés sur le chassis 1.
La tige 92b du piston s'étend à partir du piston 92a et son extrémité extérieure est fixée au support 92.
Après que le moule 85, 86 a été ouvert afin de dégager le récipient 91 venant d'être formé, le support 92 est déplacé par le cylindre 92a dans une position située au-dessus du récipient, comme représenté à la fig. 4. Les doigts 94 saisissent la queue 95 demeurant attachée au fond du récipient 91 et supportant le récipient lorsque la matrice 44 est ouverte (voir fig. 6). Le premier mouvement de rotation des broches 93 provoque l'engagement des doigts 94 des deux côtés de la queue 95, afin de saisir cette dernière, le fond du récipient portant contre la surface inférieure 97 du support 92.
En se référant aux fig. 10 et 11, on voit que les broches 93 sont montées pivotantes à distance l'une de l'autre et parallèlement l'une à l'autre, ceci dans des plaques d'extrémité du support 92. L'une des extrémités de chacune des broches s'étend au-des de la plaque d'extrémité du support et présente un bras 92c. Les bras s'étendent intérieurement l'un vers l'autre en se superposant (fig. 11).
L'extrémité intérieure de chacun des bras 92 présente une rainure 92d s'étendant radialement à partir de la broche 93 à laquelle le bras est fixé.
Un piston et un cylindre 92e sont montés sur une console 92f fixée au support 92. Une tige de piston 92g s'étendant à partir du piston et du cylindre 92e est fixée, à son extrémité inférieure, à un second cylindre 92h renfermant un piston et une tige de piston inférieure 92i. L'extrémité inférieure de la tige de piston 92i présente un goujon suiveur 92j qui est monté coulissant à l'intérieur des rainures 92d des bras 92c, ces rainures étant superposées l'une
à l'autre.
Les cylindres et pistons 92e et 92h sont commandés individuellement afin de provoquer un mouvement pivotant des bras 92c s'effectuant en deux étapes, ainsi qu'un mouvement de rotation des broches 93 pour les raisons indiquées ci-dessous.
Des moyens d'alimentation en fluide sous pression sont prévus pour les pistons et cylindres 92a, 92e et 92h.
La rotation des broches 93 l'une vers l'autre pour saisir la queue 95 est provoquée en mettant en action le cylindre 92h, afin que la tige de piston 92i se déplace vers le haut (fig. 10). La fig. 6 représente la façon dont la queue 95 est saisie.
La tête du récipient est ensuite libérée par un déplacement vers l'extérieur des segments 45 et 46.
Le récipient est ensuite maintenu uniquement par la queue 95 et le cylindre 92a est mis en action de façon à déplacer le support 92 vers une position rétractée au-dessous de la tête 2 (fig. 8 et 9). Le cylindre 92e est ensuite mis en action pour faire tourner les bras 92c vers le haut, comme représenté aux fig. 10 et 11, ce qui provoque une rotation des broches 93, lesquelles coupent la queue 95 du récipient 91 en libérant ainsi le récipient.
Fonctionnement de la n2achine
Le conduit 10 est alimenté en plastique sous pression par le dispositif d'alimentation décrit ci-dessous. Ce plastique, ramolli de manière conventionnelle par chauffage et brassage, est maintenu sous pression dans la chambre 9. Un supplément de chaleur peut être fourni par les corps de chauffe 8. Lors de la phase d'injection de la tête, la chambre est initialement fermée par le mandrin 4 (fig. 3). La surface tronconique 5 vient buter contre la surface tronconique 6 de la paroi de la chambre 9. A ce moment, l'interrupteur 26 est fermé (fig. 1) de manière à exciter l'électro-aimant 24 pour soulever le noyau 23, les tiges 20 et 22, la soupape 19 et les guides 19a et 19b, ceci afin de faire pivoter le levier 73 vers le haut à l'encontre du ressort 78.
Du fluide sous pression en provenance de la pompe 40 pénètre dans la chambre 32 du trou 18 par le conduit 37 et passe à la chambre 34, étant donné que la soupape 19 est dans la position élevée représentée à la fig. 1. Le fluide sous pression passe immédiatement au cylindre 29 par le conduit 35. Le fluide sous pression passe également par le conduit 38 pour aller au cylindre 29 situé sur la surface 31. La face 30 du piston 28 ayant une surface plus grande que la surface 31, elle se déplace vers le haut jusqu'à ce que la butée 42 vienne en contact avec la partie 43
du châssis 1 (position représentée en fig. 1).
Durant ce déplacement vers le haut du bloc 17, le levier 11
est pivoté au point 12 dans le sens des aiguilles de montre (en regardant la fig. 1) pour soulever le mandrin 4 du siège conique 6 et permettre l'injection de matière plastique à partir de la chambre 9 de la tête
d'extrusion 2 dans la matrice 44, afin de former la tête du récipient. La matrice 44 a été préalablement engagée fermement contre la tête 2 par introduction
de fluide sous pression par le conduit 53 dans le cylindre 50, ceci de façon à déplacer le piston 51, le bloc 48 et la matrice 44 vers le haut dans la position représentée en fig. 1.
Les segments de matrice 45 et 46 sont fermement verrouillés l'un contre l'au- tre en raison de la venue en contact de leurs surfaces coniques extérieures avec les surfaces coniques de la face inférieure de la tête 2 entournant l'ouverture 7.
La phase d'injection de la tête du récipient étant terminée, l'interrupteur 26 est ouvert et du fluide sous pression est envoyé à travers le conduit 52, tandis que le conduit 53 est vidé, afin de provoquer un mouvement descendant du piston 51 et du bloc 48 pour abaisser la matrice 44 (fig. 2).
Les électro-aimants 24 et 25 étant désexcités à ce moment du cycle, la soupape 19 est commandée par le suiveur de came 72 coopérant avec la came 71.
La surface profilée 71a de la came 71 commande la distance entre la surface inférieure 98 de la soupape 19 et la surface inférieure 99 de la chambre 34 du trou 18. Cet espace entre les surfaces règle l'écoulement du fluide sous pression dans la partie inférieure du cylindre 29, afin de mettre en action le piston 28, le bloc 17 et le mandrin 4 et régler la largeur du passage 7.
Le mouvement ascendant du bloc 17, subséquent au déplacement 21 de la soupape 19, tend à provoquer la fermeture progressive du passage délimité entre les bords 98 et 99, ceci de façon à réétablir la condition initiale, c'est-à-dire la fermeture du passage 7. Ce déplacement vers la position fermée est obtenu après fermeture du passage entre les bords 98 et 99, ceci en raison de la transmission continue du fluide sous pression à la partie supérieure du cylindre 29 par le conduit 38. Tant que les bords 98, 99 se superposent et que le fluide sous pression ne peut passer de la chambre 32 à la chambre 34, aucun mouvement ascendant du bloc 17 et du mandrin 4 ne peut avoir lieu.
Dès que le bord 100 (surface supérieure de la soupape 19) et le bord 101 (surface supérieure de la chambre 34) se séparent de façon à ouvrir un passage entre elles, le fluide contenu dans la partie inférieure du cylindre 29 peut retourner au réservoir 39 par le conduit 37, ce qui provoque un mouvement descendant du bloc 17 et du mandrin 4 et la fermeture progressive du passage 7.
L'extrémité inférieure du cylindre 29 est vidée de son fluide lorsque la condition décrite se trouve réalisée.
Le bloc de commande 17 est adapté pour régler l'écoulement et l'épaisseur de la paroi de la matière plastique extrudée par le passage 7 de la tête 2 pour produire une paraison 63 dont l'épaisseur de paroi est variable d'un point à l'autre afin d'obtenir l'épaisseur de paroi voulue pour le récipient terminé.
Dans 1'exemple représenté, le récipient 91 présente des épaisseurs de paroi variant avec la hauteur du récipient. Ces différentes épaisseurs de paroi nécessitent l'extrusion d'une paraison 63 dont la paroi est plus épaisse aux endroits destinés à former les sections épaisses du récipient 91. L'écoulement du plastique par le passage 7 de la tête 2 dépend directement de la position de la matrice 44 relativement au passage 7 en raison du mouvement descendant de la matrice 44, lequel commande le mouvement du mandrin 4 par la came 71.
Sitôt que la paraison 63 a été complètement ex trudée, l'interrupteur 27 est fermé (manuellement, par une came de réglage, par des moyens palpeurs électriques ou mécaniques, etc.) afin d'exciter l'élec- tro-aimant 25, ce qui provoque un mouvement descendant du noyau 23, des tiges 20 et 22 et de la soupape 19, ainsi que la venue en superposition des bords 98 et 99 et l'espacement des bords 100 et 101.
Ainsi, le fluide sous pression ne peut pas passer de la chambre 32 à la chambre 34, mais peut passer de la chambre 34 à la chambre 33 et de là au conduit d'évacuation vers le réservoir 39. Ceci provoque l'abaissement du bloc 17 et du mandrin 4, ainsi que la fermeture du passage 7 au moment où la surface 5 du mandrin 4 vient buter contre le siège conique 6.
Le fluide sous pression est ensuite forcé, par des moyens de commande conventionnels non représen- tés, à travers le conduit 87 dans les cylindres 79 et 80, afin d'amener les coquilles 85 et 86 du moule l'une contre l'autre pour enfermer la paraison. Des moyens conventionnels provoquent ensuite l'envoi d'air sous pression par le conduit 62 du tube 61 afin de gonfler la paraison 63 et l'amener à prendre la forme des surfaces intérieures du moule constitue par les deux coquilles 85 et 86 (fig. 3).
L'étape suivante du cycle de fonctionnement de la machine comprend la commande, par des moyens conventionnels, de l'introduction de fluide sous pression dans les conduits 88 des cylindres 79 et 80 pour provoquer la séparation des coquilles 85 et 86 du moule (fig. 4). Après cette opération, les moyens de préhension comprenant le support 92 sont amenés sur le récipient 91, la queue 95 étant disposée au centre du support 92 de façon que les doigts 94 puissent engager les deux côtés de cette queue 95.
Les broches 93 sont mises en rotation afin de saisir la queue 95 (comme décrit ci-dessus), tandis que simultanément les deux segments 45 et 46 de la matrice 44 sont séparés par un mouvement ascendant de l'organe 56 provoqué par l'envoi de fluide sous pression à travers le conduit 60 dans la partie infé- rieure du cylindre 54.
Le récipient 91 est ensuite libéré de la matrice 44 et maintenu par les doigts 94 du support 92 (fig.
6 et 7). Le tube 61 est ensuite retiré vers le bas hors du récipient 91, ceci en introduisant du fluide sous pression à travers le conduit 66 dans l'extrémité supérieure du cylindre 65, afin de déplacer le piston 64 vers le bas en même temps que le tube 61. Le support 92 est ensuite déplacé transversalement par rapport à la tête 2, afin d'amener le récipient 91 à un endroit de décharge où les broches 93 sont tournées d'un angle supplémentaire (comme décrit plus haut) afin que les doigts 94 soulèvent la queue 95 au-dessus de la base du récipient 91, lequel est maintenu fermement contre la surface 97.
La machine décrite peut être complétée par des moyens permettant également de remplir le récipient, par exemple en modifiant la machine de façon que ses organes supérieurs soient disposés au bas de la machine et inversement. La tête du récipient 91 sera ainsi disposée au sommet de sorte qu'il puisse être rempli. L'opération de remplissage peut s'effectuer tandis que le récipient est encore chaud, ceci pour que le liquide accélère le refroidissement du récipient.
Cette action aura pour effet d'accroître le taux de production de la machine.
De nombreuses variantes sont possibles. Ainsi, au lieu de commander les mouvements d'ouverture et de fermeture du mandrin 4 par des moyens hydrauliques, ces mouvements peuvent ê re commandés mécaniquement ou électriquement.
La commande destinée à assurer la coordination des différents processus et fonctions décrits ci-dessus est assurée par des moyens renfermant des mécanismes mécaniques et électriques.
Systme d'alimetzttation
L'appareil d'alimentation, représenté à la fig. 12, comprend une source 111 de plastique flu de entranée de manière continue par un dispositif de couplage 112 et un moteur 113. La source 111 (constituée de préférence par un extrudeur à vis) alimente en plastique fluide, un conduit commun 114, lequel délivre le plastique à différents conduits 115, 115ta, 115b, etc., en constituant ainsi une source de plastique pour les différents groupes de têtes de moulage des postes de moulage. Sur le dessin, on n'a représenté qu'une seule paire de têtes de moulage, mais il est possible de prévoir plusieurs têtes de moulage identiques pour chaque conduit.
Par exemple, le conduit 115a ou 115b est normalement pourvu d'une paire de têtes de moulage. Etant donné que chacun des conduits est pourvu d'un même ensemble d'alimentation et de moulage 116, on n'en décrira qu'un seul ci-dessous.
Cet ensemble comprend deux têtes de moulage 117 et 118. Le nombre de têtes de moulage peut être augmenté ou diminué si nécessaire. Chaque tête de moulage 117 et 118 est pourvue d'une ouverture de décharge destinée à acheminer la masse plastique à un moule d'injection, afin de former la partie mou lée par injection de l'objet, ainsi qu'une ouverture d'extrusion annulaire pour former la paraison à partir de laquelle le corps de l'objet est formé.
Le conduit 115 délivre la masse plastique à un conduit 119, ceci à travers une partie étranglée, ce conduit délivrant à son tour la masse plastique aux têtes de moulage 117 et 118. Le conduit 119 communique également avec un réservoir 120 formé à l'une de ses extrémités par un piston 121. L'extrémité intérieure du piston 121 est en contact avec la masse plastique contenue dans le réservoir 120, tandis que l'autre extrémité est commandée par du fluide sous pression fourni à une partie cylindrique extérieure du réservoir par un conduit 122, ceci à partir d'une source de fluide sous pression constituée par exem ple par une pompe (non représentée).
L'extrémité du piston commandée par le fluide SOUS pression présente une tige 123 montée coulissante à travers l'arrière du cylindre, ceci coaxialement à l'axe du piston. La tige 123 peut venir en contact avec un dispositif de commande hydraulique 12-4, lequel commande l'admission et l'échappement du fluide sous pression à travers le conduit 122, afin de venir agir sur le piston 121. La tige 123 peut é. SSlement venir en contact avec un relais électrique 1nS, leq-lel cornmande le dispositif de couplage 112.
Une soupare de retenue 116 est disposée dans la partie étranglée du conduit 115 et empêche la masse plastique, contenue dans le conduit 119 ou le réser voir 120, d'être refoulée à travers le conduit 115.
Une soupape de retenue similaire est disposée dans les conduits 115n et 115b, ceci lorsque existent des portes de moulage supplémentaires. La soupape de retenue 115 peut être déplacée de la droite à la gauche lorsqu'elle est soumise à une pression d'alimentation par le mécanisme d'alimentation 111, la musse plastique s'écoulant à travers le conduit 115 dons le conduit 119 et le réservoir 129 par déplace- ment de la soupape 116 à l'écart de la partie étran- g'ée. Un ressort est disposé sur la soupape 116 et la sollicite vers la droite en position fermée dans la partie étranglée du conduit 115.
L'appareil comprend également une soupape de sûreté 117, disposée de préférence dans le conduit 115. Cette soupape de sûreté s'ouvre lorsque la pression régnant dans le conduit 115 devient trop élevée, ceci empêchant l'appareil d'être endommagé par un excès de pression.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
Au début d'un cycle, après que deux paraisons ont été extrudées à travers les têtes de moulage 117 et 118 qui sont fermées par leurs mécanismes de soupape individuels et le fluide sous pression est envoyé à travers le conduit 122, ceci permettant au piston 121 de se déplacer de la droite à la gauche. Le mécanisme d'alimentation 111 envoie ensuite ure masse de plastique fluide sous pression à travers le conduit 115 (et les conduits 115a et 115b), ceci ayant pour effet de déplacer la soupape de retenue 116 vers la gauche à partir du conduit étranglé 115, ce qui permet à la masse plastique de remplir le conduit 119 et le réservoir 120. Le piston 121 se déplace vers la gauche lorsque la masse plastique remplit le réservoir 120.
Le mouvement du piston pour rem plir le réservoir 120 se poursuit jusqu'à ce que la tige 123 vienne en contact avec le dispositif de commande hydraulique 124, afin de le mettre en action.
A cet instant, le dispositif de commande 124 permet l'introduction de fluide sous pression à travers le conduit 122, cette pression venant s'exercer sur l'extré- mité gauche du piston 121. Le mouvement vers la gauche du piston est alors stoppé, ce qui limite la quantité de plastique introduite dans le réservoir 120.
Lorsque la pression du fluide sous pression augmente à un niveau supérieur à la pression d'alimentation de la masse plastique à partir de la source 111 et à travers le conduit 115, la soupape de retenue 116 se ferme en se déplaçant vers la droite et en venant en contact avec la partie étranglée du conduit 115. Les mécanismes à soupape prévus dans les têtes de moulage 117 et 118 sont maintenant ouverts, afin de per- mettre le moulage par injection de la tête de l'objet et pour extruder la paraison à partir de laquelle le reste de l'objet sera soufflé. Le réservoir 120 est à peu près vide lorsque l'injection et le moulage p^r extrusion sont terminés.
En modifiant la position du dispositif de commande hydraulique 124 relativement à l'appareil l (notamment la tige 123), il est possible de varier la quantité de masse plastique introduite dans le réservoir 120 lors de son remplissage. Ceci permet de régler la quantité de matière plastique qui est utilisée pour former un ensemble d'objets plastique par moulage injecté et extrusion à travers les têtes de moulage 117 et 118.
L'idéal est d'avoir la source de matière plastique travaillant en continu, de façon que la masse plastique puisse être acheminée à travers les conduits 115, 1152 ou 115b de manière continue, les têtes de moulage correspondant à un seul de ces conduits étant en action, les autres conduits acheminant la matière de façon à remplir les éléments 119 et 120 correspondants. Néanmoins, il est quelquefois difficile de synchroniser les différents groupes de têtes de moulage de façon à permettre un écoulement continu de la masse plastique de la source 111 vers les conduits.
Pour cette raison, il est prévu un relais 125 lequel est commandé par la tige 123. Le relais 125 a pour effet de rendre inactif le dispositif de couplage 112 en libérant ainsi le mécanisme d'alimentation 111 du moteur 113 afin que ce mécanisme cesse d'acheminer la masse plastique vers le conduit 114. Il y a un relais 125 pour chaque réservoir 120 de l'appareil et lorsque tous les relais 125 ont été actionnés le dispositif 112 est rendu inactif, ce qui arrête le mécanisme d'alimentation 111. Chacun des relais 125 est disposé de façon que le dispositif de couplage 112 soit actionné sitôt que l'un des réservoirs 120 est vide. Les relais 125 fonctionnent comme dispositifs de sécurité destinés à éviter le gaspillage du plastique lorsque tous les réservoirs sont pleins.
En variante, la soupape de retenue 116 peut être supprimée lorsque I'appareil ne comprend qu'un seul groupe de têtes de moulage 117 et 118, étant donné que la vis du mécanisme d'alimentation 111 empê- che la masse plastique d'être refoulée vers le mécanisme 111, lorsque le piston 121 est actionné pour alimenter les têtes de moulage 117 et 118.
Method of manufacturing a plastic object
and device for implementing the method
The present invention relates to a method of manufacturing an object in plastic material and to a device for implementing the method.
In known blow-molding methods, the parison is extruded and it is desirable to vary the thickness of the wall thereof so that the wall of the container obtained by blowing air into the parison has a thickness determined on a predetermined area. Some parts of the container are subjected to greater stress than other parts when in use; for this reason, it is advisable to reinforce the first parts of the container by working a thicker wall for these parts.
In known methods, the wall of the parison is varied by adjusting the axial position of a mandrel located in the extrusion die of the plastic distributor. The plastic parison is extruded from a variable annular distribution opening formed between the die and the mandrel. The axial position of the mandrel is controlled in synchronism with the plastic feed force of the extruder, for example, by means of a programmer mechanism itself controlling all the moving parts.
These known devices do not work in a satisfactory manner capable of ensuring the desired distribution of plastic in the parison and the positioning of the parison in the mold so that the plastic is properly distributed in the different parts of the mold.
If, for example, the extruder mandrel is actuated half a second too early or too late, too much or too little plastic will be extruded into the desired region, so that the wall of the formed container will not exhibit not the desired thickness or the desired thicknesses in different places. When the mandrel is controlled early or late, the process of adjusting the dispensing annular opening is a disadvantage rather than an advantage.
The method according to the invention is characterized in that plastic is forced through a passage and outside an extrusion orifice to form the parison, in that the position of the end of the the parison when it is extruded from the orifice and in that the width of the passage is varied as a function of the distance between the end of the parison and the extrusion orifice.
This results in a precise distribution of plastic in the parison, this relative to the mold cavity into which the parison is blown.
The control of the flow of plastic from the extrusion orifice, as a function of the axial position of the die, can be effected by mechanical, hydraulic or electrical adjustment means.
The device for implementing the method according to the present invention is characterized in that it comprises an extrusion head having surfaces delimiting an extrusion passage, a mandrel having surfaces complementary to said surfaces delimiting the extrusion passage and positioned in the passage and arranged to be able to move relative to the latter, means arranged to move axially relative to said extrusion head and to engage the end of the extruded parison of said head, in order to pull it away. the distance of the head, this in synchronism with the extrusion of the plastic and the control means connected to said means and to said mandrel and arranged to vary the position of the latter in the passage, this according to the position of said means relative to the head.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 shows, in section and in section, the essential parts of the machine in their position occupied during the injection of the head of a container.
Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 showing the machine during extrusion of the parison from which the container is formed.
Fig. 3 is a view similar to the preceding figures and showing the machine during the formation of the container.
Fig. 4 is a partial view similar to the preceding figures and showing the machine during the withdrawal of the container from the mold.
Fig. 5 is a side elevational view of the machine according to FIG. 4.
Fig. 6 is a view similar to FIG. 4 and showing the first operation necessary to remove the container from the mold.
Fig. 7 is a side view of the machine according to FIG. 6.
Fig. 8 is a view similar to FIG. 6 and; showing the next operation required to remove the plastic tail from the container and release the finished container.
Fig. 9 is a side view of the machine according to FIG. 8.
Fig. 10 is a perspective view of the mechanism for removing the container and removing the plastic tail.
Fig. 11 is an end and elevational view from the right of FIG. 10 of part of the mechanism for removing the tail.
Fig. 12 is a schematic view of the plastic feeder.
The machine comprises an extrusion head A cooperating with a die for forming the head of the object B, this in synchronism with the operation of a device C for controlling the mandrel.
These devices operate in coordination with a mold D and other members which will be described below.
In summary, the described method relates to the manufacture of plastic articles in which a first part of the article is formed by die-casting and a second part of the article is formed by blow molding and molding a tube from it. hollow and extruded plastic, this tube being integral with the first part of the object.
The method comprises the following steps: 1. supplying the plastic mass from a source of food
mentation to a first chamber; 2.insulation of the plastic mass in the first
power source chamber; 3.application of pressure on the plastic mass
isolated to make it flow from the chamber into
an injection mold for the first part of
the plastic object; 4.continuation of the pressure exerted on the mass
insulated plastic to extrude a plastic tube
that hollow forming an integral part of the first
part of the object, and 5.blow molding of the hollow plastic tube
in order to form the body of the plastic object.
The plastic mass can be fed simultaneously to a number of separate first chambers and each chamber can be controlled independently of the others to provide a source of plasticized material for one or more molding stations as described above. Preferably, the quantity of plastic material is limited in each of the chambers to the quantity necessary for the formation of the first part of the object and of the hollow tube. Thus, when the tank of the machine is started so as to ensure a determined production, the machine can produce an object at each of the molding stations, this with a high efficiency and the maximum rate. As a result, good quality objects are obtained at all molding stations and their cost price is minimum.
It is also possible to use a single machine with several stations to produce different objects, this as long as each tank feeds openings producing objects requiring the same quantity of plastic material.
In summary, the apparatus described above includes various control devices for limiting the amount of plastic material used to form the injection molded part of the object and the tube from which the body of the object will be blown. This apparatus comprises a mechanism for supplying the fluid plastic mass, a supply duct intended to receive the mass from the supply mechanism, a chamber intended to receive the mass of the duct, means cooperating with the duct. 'supply to isolate the chamber from the supply mechanism, means cooperating with the chamber to exert pressure on the plastic mass in the chamber, and at least one discharge opening of the chamber to allow the plastic mass to exit that - here in order to form the first part of the object,
as well as the plastic tube. Preferably, the means provided in the feed duct for isolating the chamber from the feed mechanism are constituted by a one-way valve which opens under the effect of the pressure of the plastic mass exiting the extruder and which closes automatically when the means intended to exert pressure in the mass of plastic contained in the chamber are activated.
Extrusion head
Referring to fig. 1, a frame I can be seen supporting, in its upper part, an extrusion head 2 having an axial hole 3 in which a mandrel 4 can move axially in order to regulate the flow of the plastic from the extrusion head . The adjustable mandrel 4 is axially guided in a conventional manner in the hole 3. The surface 5 constituting the lower end of the mandrel 4 is frustoconical and is intended to cooperate with a corresponding frustoconical surface 6, which constitutes the lower end of the hole 3 of head 2.
The surfaces 5 and 6 define in the open space between these surfaces, when the mandrel 4 is spaced from the hole 3, a frustoconical passage 7.
A heater 8 surrounds the head 2 and is powered by an electric current source.
The hole 3 constitutes a chamber 9 supplied with fluid thermoplastic material (polyethylene, polypropylene, etc.) under pressure, this through a duct 10 connected to the supply mechanism described below.
The chamber 9 communicates with the passage 7 delimited between the frustoconical surfaces 5 and 6. The section of the passage 7 can be adjusted so as to be able to vary the flow rate of the plastic through the passage.
The axial movement of the mandrel 4 is controlled by a lever 11 pivoted at 12 on the frame 1. The mandrel 4 is mounted so as to be able to slide vertically in the frame 1 and is pivoted at 13 on the lever 11. The end 14 of lever 11 carries a roller 15 intended to roll in a groove 16 made in a block 17 which contains means intended to control the movement of the mandrel 4.
Control device
chuck
The block 17 has a hole 18 in which is mounted a sliding valve 19. A downwardly extending rod 20 forms an integral part of the lower valve 19. The valve 19 is biased upwards by a spring 21 housed in the block. 17 between the lower end thereof and the valve guide 19a, which is an integral part of the rod 20 and slides in the hole 18.
The rod 20 extends above the valve 19 where it is connected to the underside of a second valve guide 19b slidably mounted in the hole 18.
A rod 22 extends above the upper surface of the valve guide 19b, this rod 22 forming an integral part of this surface. The upper end of the rod 22 comprises a magnetic core 23 whose position is determined by two electromagnets 24 and 25 mounted at the top of the block 17. The electrical circuits of the electromagnets are controlled by switches 26 and 27.
The outer surface of the block 17 has a peripheral ring 28 forming a piston and sliding in a cylinder 29 presented by the frame 1. Thus, the block 17 constitutes a piston which can move in the cylinder 29. The lower surface 30 of the ring 28 is larger than the top surface 31.
The hole 18 has an upper circular chamber 33, a lower circular chamber 32 and an intermediate circular chamber 34, which communicates with the chambers 32 and 33 and is larger than the latter. The chamber 34 communicates with a duct 35 passing through the block 17 and opening below the lower surface 30 of the ring 28.
The block 17 has two conduits 36 and 37. The conduit 36 extends from the reservoir 39 to the lower chamber 32 of the hole 18, below the chamber 34. A conduit 38 connects the conduit 36 at one of its ends. and opens at its other end above the upper surface 31 of the ring 28.
The pipe 36 is supplied with pressurized oil from the reservoir 39 by a pump 40.
The conduit 37 extends through the block 17 and opens at one of its ends into the upper chamber 33, above the chamber 34, and at its other end into the reservoir 39 in order to bring the oil back into the chamber. The reservoir.
The lower end of the block 17 is threaded at 41, a ring 42 being screwed onto the latter so as to constitute an adjustable stop intended to limit the upward movement of the block 17, relative to the frame 1, this by abutting against a part 43 presented by the frame 1 of the machine.
Thus, thanks to the block 17 and to the valve 19, the position of the mandrel 4 can be adjusted relative to the conical surface 6 to vary the flow rate of the plastic out of the extrusion head 2.
The valve 19 of this controller C is responsive to the position of the die 44 during the formation of the head of the container and the extrusion of the parison.
Training matrix
of the head
A die 44 for forming the head consists of two movable segments 45 and 46 normally biased against each other by springs 47 housed in a cylindrical block 48. The segments form a cavity in which the head of the container is intended. to be formed, these segments being movable away from each other from the position shown in FIG. 1 in the position shown in FIG. 6.
The lower end 49 of the block 48 has a ring 51 forming a piston and sliding on the internal surface 50 of a cylinder 50a integral with the frame 1. Thus, the lower end 49 behaves like a piston in the cylinder 50a.
Pressurized fluid is sent through line 52 to the upper end SOb of the cylinder to move the end 49 of the block downwards, while pressurized fluid is sent through line 53 to the lower end 50c of the cylinder. to move the end of block 49 upwards. The pressurized fluid is controlled in a conventional manner. The vertical reciprocating movement of the end 49 of the block has the effect of imparting this movement to the entire block 48 as described below.
The block 48 has a cylindrical chamber 54 at its upper end, in which a piston 55 moves. A tubular member 56 integrally formed with the upper face of the piston 55 has a frustoconical end 57 intended to come to rest against a corresponding frustoconical surface 58 presented by the lower surface of segments 45 and 46. When the tubular member 55 has moved upwards, the segments 45 and 46 are spaced apart against the action of the springs 47 .
The piston 55 is moved vertically by pressurized fluid, acting against one or the other of its faces, this fluid being introduced into the cylindrical chamber 54 by conduits 59 or 60 supplied in a conventional manner by means not shown.
A tubular sleeve 60a extends above the underside of the surface of the chamber 54 and is integrally formed with that underside. The sleeve 60a passes through a piston 55 and a member 56 in which it can slide. The upper end of the sleeve 60a extends above the conical end 57 of the member 56 and terminates between the segments 45 and 46 of the die (in the closed position shown in Fig. 1) to form the surface. lower part of the molding cavity in which the head of the container is intended to be molded.
A tube 61 having a central duct 62 for the passage of air is slidably mounted in the sleeve 60a and is disposed coaxially with the member 56, the die 44 and the sleeve 60a.
The lower end of the tube 61 is an integral part of a piston 64 capable of moving vertically in a cylinder 65 that has the intermediate block 48. The piston 64 is moved vertically by pressurized fluid introduced into the upper or lower end of the cylinder. cylinder 65 by conduits 66 or 67 respectively, this fluid; being controlled by conventional means not shown.
The adjustable mandrel 4 has, at its lower end, an opening 68 in which the upper end of the tube 61 can slide. A passage 69 extending vertically through the mandrel 4, puts the opening 68 in communication with the atmosphere. .
The lower end 49 of the block 48 has a bracket 70 supporting a vertical cam 71.
The outer surface 71a of the cam is contoured for the reasons given below.
A cam follower 72 is pivotally mounted at one end of a lever 73 pivoted at 74 to the frame of the machine 1. The lever 73 is L-shaped, its pivot being located at the point 74 where the two arms meet. du L. One of the arms of the lever is oriented substantially horizontally, while the other arm is oriented substantially vertically. An opening 75 is provided in the outer end of the horizontal arm and receives the end 76 of a rod 20 attached to a valve 19. The end 76 is threaded and a knurled screw 77 is screwed onto it.
Molding device
The frame 1 of the machine supports two cylinders 79 and 80 in which pistons 81 and 82 can move, connected respectively by rods 83 and 84 to the molding shells 85 and 86 of the mold. The two pistons 81 and 82 are actuated by pressurized fluid introduced into the ends of cylinders 79 and 80 via conduits 87 and 88 supplied by conventional means, not shown.
The chambers 89 and 89 'of the mold shells 86 and 85 respectively, as well as the chambers 90 and 90' of the segments 45 and 46 respectively of the molding die of the head, are supplied with a cooling liquid such as water. 'Cold water.
Means for removing the container
and to detach the tail
The machine comprises means for gripping the container 91 which has been formed (see FIGS. 4 to 9), these means comprising a movable support 92 on which are pivoted two pins 93 connected so as to pivot about horizontal axes. The pins rotate to move closer or further away from each other, as shown in fig. 4. Each pin carries a group of fingers 94 directed downward. The support 92 can be moved from front to back, under the head 2, by a piston and a cylinder 92a mounted on the frame 1.
Piston rod 92b extends from piston 92a and its outer end is fixed to support 92.
After the mold 85, 86 has been opened to disengage the newly formed container 91, the support 92 is moved by the cylinder 92a to a position above the container, as shown in FIG. 4. The fingers 94 grip the shank 95 remaining attached to the bottom of the container 91 and supporting the container when the die 44 is opened (see Fig. 6). The first rotational movement of the pins 93 causes the engagement of the fingers 94 on both sides of the tail 95, in order to grip the latter, the bottom of the container bearing against the lower surface 97 of the support 92.
Referring to Figs. 10 and 11, it can be seen that the pins 93 are pivotally mounted at a distance from each other and parallel to each other, this in end plates of the support 92. One end of each of the pins extend over the end plate of the support and have an arm 92c. The arms extend internally towards each other, overlapping (fig. 11).
The inner end of each of the arms 92 has a groove 92d extending radially from the pin 93 to which the arm is attached.
A piston and a cylinder 92e are mounted on a bracket 92f attached to the support 92. A piston rod 92g extending from the piston and cylinder 92e is attached at its lower end to a second cylinder 92h including a piston and a lower piston rod 92i. The lower end of the piston rod 92i has a follower pin 92j which is slidably mounted within the grooves 92d of the arms 92c, these grooves being superimposed on each other.
to the other.
The cylinders and pistons 92e and 92h are individually controlled to cause a pivotal movement of the arms 92c in two stages, as well as a rotational movement of the pins 93 for the reasons given below.
Pressurized fluid supply means are provided for the pistons and cylinders 92a, 92e and 92h.
The rotation of the pins 93 towards each other to grip the shank 95 is caused by actuating the cylinder 92h, so that the piston rod 92i moves upward (Fig. 10). Fig. 6 shows how the tail 95 is gripped.
The head of the container is then released by an outward movement of segments 45 and 46.
The container is then held only by the shank 95 and the cylinder 92a is actuated so as to move the support 92 to a retracted position below the head 2 (Figs. 8 and 9). The cylinder 92e is then actuated to rotate the arms 92c upwardly, as shown in Figs. 10 and 11, which causes rotation of the pins 93, which cut the tail 95 of the container 91, thus releasing the container.
Operation of the n2achine
The conduit 10 is supplied with plastic under pressure by the supply device described below. This plastic, conventionally softened by heating and stirring, is maintained under pressure in chamber 9. Additional heat can be supplied by the heating bodies 8. During the head injection phase, the chamber is initially closed by the mandrel 4 (fig. 3). The frustoconical surface 5 abuts against the frustoconical surface 6 of the wall of the chamber 9. At this moment, the switch 26 is closed (fig. 1) so as to energize the electromagnet 24 to lift the core 23, the rods 20 and 22, the valve 19 and the guides 19a and 19b, in order to cause the lever 73 to pivot upwards against the spring 78.
Pressurized fluid from pump 40 enters chamber 32 of hole 18 through conduit 37 and passes to chamber 34, since valve 19 is in the elevated position shown in FIG. 1. The pressurized fluid immediately passes to the cylinder 29 through the conduit 35. The pressurized fluid also passes through the conduit 38 to the cylinder 29 located on the surface 31. The face 30 of the piston 28 having a larger area than the surface 31, it moves upwards until the stop 42 comes into contact with the part 43
of the frame 1 (position shown in fig. 1).
During this upward movement of block 17, lever 11
is rotated at point 12 clockwise (looking at fig. 1) to lift the mandrel 4 from the conical seat 6 and allow the injection of plastic material from the chamber 9 of the head
extrusion 2 in the die 44, in order to form the head of the container. The die 44 has previously been firmly engaged against the head 2 by introduction
of pressurized fluid through line 53 in cylinder 50, this so as to move piston 51, block 48 and die 44 upwards in the position shown in FIG. 1.
Die segments 45 and 46 are firmly locked against each other due to their outer tapered surfaces coming into contact with the tapered surfaces of the underside of the head 2 surrounding the opening 7.
The injection phase of the head of the container being completed, the switch 26 is open and pressurized fluid is sent through the conduit 52, while the conduit 53 is emptied, in order to cause a downward movement of the piston 51 and of block 48 to lower die 44 (fig. 2).
The electromagnets 24 and 25 being de-energized at this time of the cycle, the valve 19 is controlled by the cam follower 72 cooperating with the cam 71.
The contoured surface 71a of the cam 71 controls the distance between the lower surface 98 of the valve 19 and the lower surface 99 of the chamber 34 of the hole 18. This space between the surfaces regulates the flow of pressurized fluid in the lower part. cylinder 29, in order to actuate piston 28, block 17 and mandrel 4 and adjust the width of passage 7.
The upward movement of the block 17, subsequent to the movement 21 of the valve 19, tends to cause the gradual closure of the passage delimited between the edges 98 and 99, this so as to re-establish the initial condition, that is to say the closing. of the passage 7. This displacement towards the closed position is obtained after closing the passage between the edges 98 and 99, this due to the continuous transmission of the pressurized fluid to the upper part of the cylinder 29 by the conduit 38. As long as the edges 98, 99 are superimposed and the pressurized fluid cannot pass from chamber 32 to chamber 34, no upward movement of block 17 and mandrel 4 can take place.
As soon as the edge 100 (upper surface of the valve 19) and the edge 101 (upper surface of the chamber 34) separate so as to open a passage between them, the fluid contained in the lower part of the cylinder 29 can return to the reservoir. 39 via the conduit 37, which causes a downward movement of the block 17 and of the mandrel 4 and the progressive closing of the passage 7.
The lower end of cylinder 29 is emptied of its fluid when the condition described is fulfilled.
The control block 17 is adapted to regulate the flow and the wall thickness of the plastic material extruded through the passage 7 of the head 2 to produce a parison 63 whose wall thickness is variable from point to point. the other to achieve the desired wall thickness for the finished container.
In the example shown, the container 91 has wall thicknesses varying with the height of the container. These different wall thicknesses require the extrusion of a parison 63, the wall of which is thicker at the places intended to form the thick sections of the container 91. The flow of the plastic through the passage 7 of the head 2 depends directly on the position of the die 44 relative to the passage 7 due to the downward movement of the die 44, which controls the movement of the mandrel 4 by the cam 71.
As soon as the parison 63 has been completely extruded, the switch 27 is closed (manually, by an adjusting cam, by electrical or mechanical feeler means, etc.) in order to excite the electromagnet 25, which causes a downward movement of the core 23, of the rods 20 and 22 and of the valve 19, as well as the superposition of the edges 98 and 99 and the spacing of the edges 100 and 101.
Thus, the pressurized fluid cannot pass from the chamber 32 to the chamber 34, but can pass from the chamber 34 to the chamber 33 and from there to the discharge duct towards the reservoir 39. This causes the lowering of the block. 17 and of the mandrel 4, as well as the closing of the passage 7 when the surface 5 of the mandrel 4 abuts against the conical seat 6.
The pressurized fluid is then forced, by conventional control means not shown, through the conduit 87 into the cylinders 79 and 80, in order to bring the shells 85 and 86 of the mold against each other to enclose the parison. Conventional means then cause the sending of pressurized air through the duct 62 of the tube 61 in order to inflate the parison 63 and cause it to take the shape of the interior surfaces of the mold constituted by the two shells 85 and 86 (fig. 3).
The next step in the operating cycle of the machine comprises the control, by conventional means, of the introduction of pressurized fluid into the conduits 88 of the cylinders 79 and 80 to cause the separation of the shells 85 and 86 from the mold (fig. . 4). After this operation, the gripping means comprising the support 92 are brought onto the container 91, the shank 95 being disposed in the center of the support 92 so that the fingers 94 can engage both sides of this shank 95.
The pins 93 are rotated in order to grip the tail 95 (as described above), while simultaneously the two segments 45 and 46 of the die 44 are separated by an upward movement of the member 56 caused by the sending of pressurized fluid through conduit 60 in the lower part of cylinder 54.
The container 91 is then released from the die 44 and held by the fingers 94 of the support 92 (fig.
6 and 7). The tube 61 is then withdrawn downwardly from the container 91, this by introducing pressurized fluid through the conduit 66 into the upper end of the cylinder 65, in order to move the piston 64 downward along with the tube. 61. The holder 92 is then moved transversely with respect to the head 2, in order to bring the container 91 to a discharge point where the pins 93 are turned an additional angle (as described above) so that the fingers 94 raise the tail 95 above the base of the container 91, which is held firmly against the surface 97.
The machine described can be supplemented by means also making it possible to fill the container, for example by modifying the machine so that its upper members are arranged at the bottom of the machine and vice versa. The head of the container 91 will thus be disposed at the top so that it can be filled. The filling operation can be carried out while the container is still hot, so that the liquid accelerates the cooling of the container.
This action will increase the production rate of the machine.
Many variations are possible. Thus, instead of controlling the opening and closing movements of the mandrel 4 by hydraulic means, these movements can be controlled mechanically or electrically.
The control intended to ensure the coordination of the various processes and functions described above is ensured by means including mechanical and electrical mechanisms.
Power supply system
The feeding device, shown in fig. 12, comprises a source 111 of flowable plastic continuously driven by a coupling device 112 and a motor 113. The source 111 (preferably constituted by a screw extruder) supplies fluid plastic, a common duct 114, which delivers the plastic has different conduits 115, 115ta, 115b, etc., thus providing a source of plastic for the different groups of molding heads of the molding stations. In the drawing, only one pair of molding heads has been shown, but it is possible to provide several identical molding heads for each duct.
For example, the conduit 115a or 115b is normally provided with a pair of mold heads. Since each of the conduits is provided with a same feed and mold assembly 116, only one will be described below.
This set includes two molding heads 117 and 118. The number of molding heads can be increased or decreased if necessary. Each molding head 117 and 118 is provided with a discharge opening intended to convey the plastic mass to an injection mold, in order to form the soft part by injection of the object, as well as an extrusion opening. ring finger to form the parison from which the body of the object is formed.
The conduit 115 delivers the plastic mass to a conduit 119, this through a constricted part, this conduit in turn delivering the plastic mass to the molding heads 117 and 118. The conduit 119 also communicates with a reservoir 120 formed at one. of its ends by a piston 121. The inner end of the piston 121 is in contact with the plastic mass contained in the reservoir 120, while the other end is controlled by pressurized fluid supplied to an outer cylindrical part of the reservoir by a conduit 122, this from a source of pressurized fluid constituted for example by a pump (not shown).
The end of the piston controlled by the pressurized fluid has a rod 123 mounted to slide through the rear of the cylinder, this coaxial with the axis of the piston. The rod 123 can come into contact with a hydraulic control device 12-4, which controls the admission and the exhaust of the pressurized fluid through the duct 122, in order to come to act on the piston 121. The rod 123 can be released. . SSlement come into contact with an electrical relay 1nS, leq-lel controls the coupling device 112.
A retaining valve 116 is placed in the constricted part of the duct 115 and prevents the plastic mass, contained in the duct 119 or the reservoir, see 120, from being forced back through the duct 115.
A similar check valve is disposed in conduits 115n and 115b, when additional molding doors exist. The check valve 115 can be moved from right to left when subjected to supply pressure by the supply mechanism 111, the plastic mass flowing through the conduit 115 in the conduit 119 and the reservoir 129 by moving valve 116 away from the throat portion. A spring is disposed on the valve 116 and biases it to the right in the closed position in the constricted part of the conduit 115.
The apparatus also comprises a safety valve 117, preferably disposed in the conduit 115. This safety valve opens when the pressure in the conduit 115 becomes too high, this preventing the apparatus from being damaged by excess. pressure.
The operation of the device is as follows:
At the start of a cycle, after two parisons have been extruded through the mold heads 117 and 118 which are closed by their individual valve mechanisms and the pressurized fluid is sent through the conduit 122, this allowing the piston 121 to move from right to left. The feed mechanism 111 then sends a mass of pressurized fluid plastic through the conduit 115 (and the conduits 115a and 115b), this having the effect of moving the check valve 116 to the left from the constricted conduit 115, which allows the plastic mass to fill the conduit 119 and the reservoir 120. The piston 121 moves to the left when the plastic mass fills the reservoir 120.
The movement of the piston to fill the reservoir 120 continues until the rod 123 comes into contact with the hydraulic control device 124, in order to put it into action.
At this instant, the control device 124 allows the introduction of pressurized fluid through the duct 122, this pressure being exerted on the left end of the piston 121. The movement towards the left of the piston is then stopped. , which limits the amount of plastic introduced into the reservoir 120.
When the pressure of the pressurized fluid increases to a level greater than the supply pressure of the plastic mass from the source 111 and through the conduit 115, the check valve 116 closes by moving to the right and back. coming into contact with the constricted portion of the conduit 115. The valve mechanisms provided in the mold heads 117 and 118 are now open, in order to allow injection molding of the object head and to extrude the parison. from which the rest of the object will be blown. Reservoir 120 is nearly empty when injection and extrusion molding is complete.
By modifying the position of the hydraulic control device 124 relative to the apparatus 1 (in particular the rod 123), it is possible to vary the quantity of plastic mass introduced into the reservoir 120 during its filling. This adjusts the amount of plastic which is used to form a set of plastic objects by injection molding and extrusion through the mold heads 117 and 118.
The ideal is to have the source of plastic material working continuously, so that the plastic mass can be conveyed through the conduits 115, 1152 or 115b in a continuous manner, the molding heads corresponding to only one of these conduits being in action, the other conduits conveying the material so as to fill the corresponding elements 119 and 120. Nevertheless, it is sometimes difficult to synchronize the different groups of molding heads so as to allow a continuous flow of the plastic mass from the source 111 towards the conduits.
For this reason, there is provided a relay 125 which is controlled by the rod 123. The relay 125 has the effect of making the coupling device 112 inactive, thus releasing the feed mechanism 111 of the motor 113 so that this mechanism stops. 'route the plastic mass to the conduit 114. There is one relay 125 for each tank 120 of the apparatus and when all the relays 125 have been actuated the device 112 is made inactive, which stops the feed mechanism 111. Each of the relays 125 is arranged so that the coupling device 112 is actuated as soon as one of the reservoirs 120 is empty. The 125 relays function as safety devices to prevent plastic wastage when all tanks are full.
Alternatively, check valve 116 may be omitted when the apparatus includes only one set of mold heads 117 and 118, since the feed mechanism screw 111 prevents the plastic mass from being released. returned to the mechanism 111, when the piston 121 is actuated to supply the molding heads 117 and 118.