Machine rotative automatique pour le soufflage de corps creux,
en particulier de bouteilles, en matière thermoplastique
La présente invention a pour objet une machine rotative automatique pour le soufflage de corps creux, en particulier de bouteilles, en matière thermoplastique.
La machine objet de l'invention est caractérisée en ce que des unités de soufflage, comprenant chacune un moule ouvrant et une tête de soufflage respective, sont montées sur un support rotatif, de façon à venir se présenter l'une après l'autre sous une tête d'extrusion débitant un tube en matière plastique à souffler dans le moule, des moyens devant ouvrir chacun des moules avant son passage sous la tête d'extrusion et le fermer sous cette tête, pendant que chaque tête de soufflage est disposée sur le côté supérieur du moule respectif, c'est-à-dire sur le côté de celuici passant sous la tête d'extrusion, et est déplaçable transversalement à la trajectoire des unités de soufflage, des moyens devant retirer temporairement chaque tête de soufflage latéralement de la bouche de soufflage du moule respectif lors de son passage sous la tête d'extrusion,
dans le but d'éviter toute collision entre la tête de soufflage et la tête d'extrusion et le tube extrudé.
Le support rotatif des unités de soufflage peut tourner autour d'un axe, c'est-à-dire qu'il peut être réalisé sous forme d'un manège ou d'un tambour.
L'ouverture et la fermeture de chaque moule, constitué de deux demi-moules complémentaires, peuvent être obtenues par un dispositif à genouillère, comprenant deux leviers symétriques articulés sur un des demimoules, tandis que l'autre extrémité de second levier est articulée sur une contre-pièce coulissante ou suni- laire, accouplée à l'autre demi-moule par une transmission adéquate, des moyens étant prévus pour déplacer de façon obligatoire un des éléments de la genouillère et un des éléments mobiles qui lui sont reliés de façon à assurer l'ouverture et la fermeture du moule respectif.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine, objet de l'invention.
La fig. 1 la représente, en élévation, certaines parties présentées en coupe.
La fig. 2 représente la même machine vue de profil suivant les flèches II-II de la fig. 1, avec certaines parties en coupe.
La fig. 3 représente une section, à échelle agrandie, d'un détail de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 représentent, en plan, une unité de soufflage, un peu avant et durant son passage sous la tête d'extrusion.
La fig. 6 représente, en coupe et à grande échelle, une unité de soufflage au moment de son passage sous la tête d'extrusion vue suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 représente, en coupe et à grande échelle, une unité de soufflage directement après son passage sous la tête d'extrusion, vue suivant la ligne VII-VII de la fig. 4.
La machine pour le soufflage de corps creux et, en particulier, de bouteilles en matière thermoplastique, est oonstituée d'un bâti 1 sur lequel est monté, de façon mobile, un axe horizontal 2, actionné par le moteur 3 par l'intermédiaire d'un réducteur et d'un variateur de vitesse 4 et d'une transmission à chaîne 5. Sur l'arbre 2, est fixée la pièce de support 6 à laquelle sont reliées plusieurs unités de soufflage 7, espacées angulairement.
Chaque unité de soufflage 7 comporte un moule ouvrant, constitué de deux demi-moules complémentaires 8 et 108, pouvant avoir une position rapprochée et une position écartée, par un déplacement parallèle à l'arbre 2, c'est-à-dire, un déplacement transversal par rapport à la trajectoire de l'unité de soufflage correspondante 7. L'arbre 2 tourne de façon continue et à vitesse constante, amenant successivement les demi-moules 8, 108 de chaque unité de soufflage 7 sous une tête d'extrusion 9 ou sous tout autre dispositif fournissant un tube ramolli 10 de matière thermoplastique, à partir duquel est conformée la bouteille par soufflage dans les demimoules 8, 108.
Les demi-moules 8, 108 de chaque unité de soufflage 7 sont fixés chacun de façon interchangeable sur des pièces porte-moule correspondantes 11, 111. La pièce porte-moule 111 est fixée à l'axe 12, qui coulisse à travers le guide 13 fixé sur la pièce de support 6.
Cet axe 12 est relié à son extrémité opposée à la contrepièce 14. L'autre pièce porte-moule 11 est montée de façon mobile sur l'axe 12.
L'ouverture et la fermeture des demi-moules 8, 108 de chaque unité de soufflage 7 sont obtenues par l'intermédiaire d'un dispositif à genouillère, comprenant deux leviers symétriques 15, qui sont articulés l'un à la pièce porte-moule 1 1 et l'autre à la contre-pièce 14, solidaire de la pièce porte-moule 111. Les leviers 15 sont, en outre, articulés entre eux, en prenant appui sur un élément intermédiaire 16, qui est fixé à un axe-poussoir 17.
Cet axe 17 coulisse en direction radiale dans le guide 18 et son extrémité inférieure, munie d'une roulette 117, coopère avec une came fixe 19, faisant partie intégrante d'un tube 20, monté fou sur l'axe 2. Ce tube comporte un bras 120. A travers l'extrémité du bras 120 de ce tube porte-came 20, est vissé un axe de réglage 21, muni d'un volant 22. L'axe de réglage peut, par rota- tion, coulisser axialement dans un coussinet 23, qui est à son tour monté sur le bâti 1 de la machine, de manière oscillante autour de l'axe transversal 123. En faisant tourner l'axe 21 au moyen du volant 22, on fait varier la position angulaire du bras 120 et, de ce fait, la position angulaire du tube porte-came 20 sur l'arbre 2, permettant ainsi un réglage de la came 19.
Les ressorts 24, interposés entre la contre pièce 14 et le guide 13 de l'axe 12, tendent à fermer les moules de chaque unité de soufflage 7, ce qui a pour effet d'ouvrir la genouillère, c'est-à-dire de mettre en alignement entre eux les deux leviers 15 et de joindre les deux demi-moules 8, 108 comme illustré à la fig. 7 et à la partie inférieure de la fig. 1.
Pendant la rotation de chacune des unités de soufflage 7, lorsque celles-ci atteignent un point déterminé avant tête d'extrusion, la roulette 117 de l'axe 17 vient glisser sur la came 19, laquelle repousse l'axe 17 vers l'extérieur. Cet axe provoque à son tour le fonctionnement de la genouillère constituée par les leviers 15 et la pièce intermédiaire 16 de telle façon que les leviers 15 forment un angle entre eux, comme illustré à la fig. 6 et à la partie supérieure de la fig. 1. En conséquence, la pièce porte-moule 1 1 et la contre-pièce 14 se rapprochent l'une de l'autre en comprimant les ressorts 24 et, de ce fait, les deux pièces porte-moule 11, 111 s'écartent d'une valeur correspondante, ouvrant ainsi le moule 8, 108.
Chaque unité de soufflage 7 se présente ainsi, avec son moule 8, 108 ouvert, sous la tête d'extrusion 9, par laquelle est extrudé le tube de matière plastique ramollie 10. Le tube 10 passe ainsi entre les deux demi-moules 8, 108. À ce moment, c'est-à-dire à l'instant précis où le tube extrudé 10 se trouve exactement au centre des deux demi-moules 8, 108, la roulette 117 de l'axe-poussoir 17 abandonne la came 19, ce qui provoque la fermeture instantanée du moule sous l'effet des ressorts 24, qui remettent en alignement les leviers 15 de la genouillère.
Grâce aux commandes à genouillère décrites, le rapprochement des deux demi-moules peut être rapide et synchronisé de façon précise, ce qui garantit le centrage correct du tube 10, lors de la fermeture du moule. Ce centrage peut être réglé en agissant sur la position de la came 19, par l'intermédiaire du volant 22, qui peut être muni d'un système de blocage non représenté. Le centrage du tube dans le moule peut encore être amélioré, en fixant une fourchette de centrage, non représentée sur la partie d'un des demi-moules.
Les unités de soufflage comportent, en outre, un dispositif pour freiner en fin de course, le mouvement de rapprochement des demi-moules afin d'éviter une fermeture trop violente sous l'action des ressorts 24. A cet effet, l'extrémité de chaque axe-poussoir 17 est pourvue à sa partie supérieure d'un piston 25, qui est logé de façon étanche dans un cylindre 26, monté sur le guide 18 de l'axe 17. Ce cylindre 26 est pourvu d'un trou 27 d'évacuation d'air, au voisinage de son fond. Lors du rapprochement des demi-moules 8, 108, le piston 25 comprime l'air emprisonné dans le cylindre 26, et freine ainsi, particulièrement en fin de course, le déplacement de l'axe-poussoir 17 et partant le mouvement de rapprochement des demi-moules 8, 108.
Cette action de freinage peut être réglée en faisant varier la lumière du trou 27 d'évacuation d'air, par exemple à l'aide d'un robinet ou de tout autre moyen.
Le levier 15 de la genouillère, fixé à la contrepièce 14, est articulé sur un pivot fileté 28 vissé dans une filière 29, montée de telle façon, qu'il peut être mû axialement, uniquement par rotation de la filière 29 dans un siège 30, prévu sur la contre-pièce 14. Cette disposition permet le réglage de la position réciproque des deux demi-moules 8, 108.
Etant donné la disposition de l'axe 12, le tube 10, sortant de la tête d'extrusion 9, peut pénétrer entre les deux demi-moules 8, 108.
En outre, comme il apparaît de façon évidente à la fig. 2, la tête d'extrusion 9 ne se trouve pas exactement à la verticale de l'arbre 2, mais est légèrement décalée vers l'avant de cet arbre par rapport à son sens de rotation. De plus, les axes des moules 8, 108 de chaque unité de soufflage 7 n'occupent pas une position exactement radiale par rapport à l'arbre 2, mais sont tangents à un cercle idéal, coaxial à cet arbre.
Afin que chaque moule 8, 108 vienne, au cours de sa rotation, se placer coaxialement sous la tête d'extrusion 9, les moules, ou tout au moins leur partie supérieure, décrivent une trajectoire descendante. Ces dispositions permettent de placer la tête d'extrusion dans une position plus basse ou plus voisine des moules, sans qu'il y ait danger de collision entre les pièces mobiles et les pièces fixes.
Après la fermeture du moule, le tube 10 de matière plastique ramollie, emprisonné entre les deux demimoules 8, 108, est séparé de la tête d'extrusion et gon flé dans le moule par insufflation d'air. A cet effet, chaque unité de soufflage 7 comporte également une tête de soufflage 31, connue en soi, disposée sur le côté supérieur des moules 8, 108, c'est-à-dire sur le côté du moule passant sous la tête d'extrusion. Chaque tête de soufflage 31 comporte une tétine de soufflage 32, coulissant axialement, normalement rétractée dans la tête 31, comme illustré à la fig. 6. Cette tétine peut, à certains moments, être partiellement expulsée de la tête 31 et introduite dans l'extrémité supérieure du tube de matière plastique 10, enfermé entre les deux demimoules 8, 108, ainsi qu'il ressort de la fig. 7.
Les mouvements de la tétine de soufflage 32 sont obtenus, par exemple, pneumatiquement par un dispositif connu, enfermé dans la tête de soufflage 31. L'air comprimé nécessaire pour les mouvements susdits de la tétine de soufflage 32 et pour le soufflage du tube 10, enfermé dans le moule, est amené aux différentes têtes de soufflage 32, au travers d'un joint rotatif 35 et de l'arbre creux 2 et par l'intermédiaire d'un distributeur automatique 34 et de tubes flexibles 33.
La tête Ide soufflage 31, de chaque unité de soufflage 7, est fixée à une traverse 36, montée sur un axe 37, qui coulisse parallèlement à l'arbre 2 dans un guide 38. Les ressorts 39 poussent la tête de soufflage 31 vers le moule 8, 108 et la maintiennent normalement dans une position coaxiale à la bouche de soufflage du moule fermé, comme représenté aux fig. 4 et 7.
La tête de soufflage 31 est en outre, munie d'une roulette folle 40, coopérant avec un guide ou came fixe 41, prévu sur la tête d'extrusion 9. Pendant la rotation du support 6 avec les unités de soufflage 7, la roulette 40 de la tête de soufflage 31 vient en contact avec la came 41 (fig. 4), laquelle repousse la tête 31 en arrière contre l'action de ressorts 39 et l'éloigne ainsi latéralement de la tête d'extrusion 9, empêchant ainsi toute collision avec la tête d'extrusion (fig. 5 et 6). Après fermeture des demi-moules 8, 108 et passage de ceux-ci sous la tête d'extrusion, la roulette 40 de la tête de soufflage abandonne la came 41 et les ressorts 39 ramènent la tête de soufflage 31 en avant dans sa position coaxiale aux moules 8, 108.
Ce déplacement peut être contrôlé par un guide, non représenté, fixé au bâti 1 de la machine et qui empêche toute vibration des axes 37, en agissant sur l'extrémité de ceux-ci opposés aux têtes de soufflage.
Dès que les têtes de soufflage 31 ont repris leur position au-dessus des moules, le distributeur d'air comprimé 34 provoque d'abord l'introduction de la tétine de soufflage 32 dans le tube 10 Ide matière plastique, enfermé dans le moule, puis l'insufflation d'air au travers de cette tétine (fig. 7).
Par la suite, la tétine de soufflage 32 est rétractée de nouveau dans la tête de soufflage 31 et l'objet moulé tombe du moule lors de son ouverture un peu avant son passage suivant sous la tête d'extrusion.
On peut également maintenir la tétine de soufflage 32 en place lors de l'ouverture des moules et faciliter de ce fait le démoulage, en provoquant l'expulsion de l'objet moulé par insufflation d'air comprimé au travers de la tétine, avant le retrait de cette dernière. La tétine de soufflage peut dans ce cas être maintenue latéralement en place, lors de couverture des moules, par un guide (non représenté) fixé au bâti de la machine et agissant sur l'extrémité des axes 37 opposés aux têtes de soufflage. Les objets moulés, expulsés des moules, peuvent être guidés et collectés au moyen de tout dispositif approprié.
Ainsi, par exemple, on peut fixer un collecteur en forme d'entonnoir sur le bâti de la machine, de telle façon que sa partie évasée soit sous les moules, à l'endroit de leur ouverture et que sa queue dirige les objets démoulés vers un dispositif d'évacuation.
Chaque moule 8, 108 peut être refroidi par une circulation d'eau, l'alimentation et la vidange du fluide de refroidissement étant réalisées à l'aide d'un joint rotatif, monté sur l'arbre creux 2 et de tubes flexibles non représentés. Le refroidissement des moules ne doit de toute façon pas être énergique, car l'objet moulé décrit une trajectoire assez importante après son soufflage et avant son démoulage, de sorte qu'il dispose d'un temps de refroidissement dans le moule relativement long.
La machine décrite pourrait faire l'objet de variantes. Ainsi, par exemple, le soufflage pourrait être réalisé par le côté des moules opposés à la tête d'extrusion.