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REVENDICATIONS
1. Installation de fabrication d'articles en matière plastique, orientée biaxialement à partir d'une paraison injectée de forme cylindrique fermée à un bout, qui est d'abord réchauffée à une température inférieure au point de fusion cristalline de la matière et qui est ensuite transférée dans un moule où elle est étirée longitudinalement puis gonflée latéralement, caractérisée en ce qu'elle comprend:
:
- un mandrin ayant un support pour maintenir l'extrémité ouverte de la paraison, une queue cylindrique dépassant du support et une tige-poussoir mobile longitudinalement dans la queue pour étirer la paraison dans le sens longitudinal, la tige-poussoir comportant des passages d'air pour le soufflage;
- un porte-mandrin décrivant une trajectoire fermée dans une chambre de chauffage et comportant une monture cylindrique, un arbre creux libre en rotation dans la monture, une pièce cylindrique montée sur l'extrémité supérieure de l'arbre creux et formant un support pour recevoir la queue du mandrin, et une roue dentée fixée à l'extrémité inférieure de l'arbre creux;
;
¯une chambre de chauffage contenant un plateau rotatif muni d'un certain nombre de porte-mandrins, la chambre étant équipée de plusieurs jeux d'éléments chauffants et de régulateurs de température pour créer plusieurs zones de chauffage le long de la trajectoire circulaire des porte-mandrins, de façon que la paraison portée par le mandrin soit chauffée par paliers;
- un tourniquet à palettes radiales monté à la sortie de la chambre de chauffage pour minimiser les variations de température et leur influence thermique sur la paraison qui est immobilisée en rotation;
un un dispositif de freinage de la rotation du porte-mandrin immobilisant ce dernier dans une position déterminée en aval du tourniquet dans le sens de la rotation du plateau;
;
un dispositif de chargement comprenant un dispositif de mise en rotation du mandrin pendant son transfert dans le moule et transférant la paraison chauffée dans la chambre de chauffage, une machine d'étirage/soufflage équipée de plusieurs moules associés à des dispositifs d'étirage agissant sur le poussoir du mandrin et à des dispositifs de soufflage injectant de l'air comprimé dans la paraison;
un dispositif de déchargement extrayant le mandrin et l'article moulé au dernier poste de la machine d'étirage/soufflage;
;
- un convoyeur recevant le mandrin du dispositif de déchargement pour séparer l'article moulé et pour mettre en place une nouvelle paraison sur le même mandrin, et
- un dispositif de transfert du mandrin et de la nouvelle paraison entre un coude du convoyeur et le porte-mandrin qui se trouve à l'entrée de la chambre de chauffage.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que
l'arbre creux du porte-mandrin contient un poussoir d'éjection qui
est actionné pour décoller le mandrin de son support, lorsque le porte-mandrin est en position de chargement, et un galet coopérant
avec le dispositif de freinage pour immobiliser le porte-mandrin dans
une position angulaire déterminée.
3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée
en ce que le support du porte-mandrin comporte un aimant pour maintenir fermement le mandrin.
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée
en ce que le support du porte-mandrin s'étend sur une largeur égale
au rayon de la partie cylindrique et sur une longueur plus grande que
celle de la queue du mandrin, la partie supérieure incurvée du
support venant en contact avec un épaulement du mandrin.
5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque zone de la chambre de chauffage est munie d'un capteur de
température, qui fournit un signal thermométrique à un régulateur de température agissant sur l'échappement de l'air chaud, pour maintenir une température déterminée dans la zone de chauffage associée.
6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments chauffants de chaque zone sont des tubes rayonnants infrarouges, dont deux ou trois sont disposés horizontalement et dont les autres sont disposés verticalement.
7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de freinage monté à la sortie de la chambre de chauffage comprend une plaque incurvée montée élastiquement, qui coopère avec le galet de chaque porte-mandrin, pour immobiliser sa rotation dans une position angulaire telle que le mandrin qu'il porte soit accessible au dispositif de chargement.
8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de chargement comporte quatre bras en croix qui peuvent être allongés ou rétractés par un dispositif à came, chaque bras étant muni à son extrémité d'une pince commandée qui vient saisir la queue du mandrin à la sortie de la chambre de chauffage, un guide incurvé muni d'un aimant induisant une rotation du mandrin pendant son transfert par le dispositif de chargement.
9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de déchargement comporte deux pinces commandées par un dispositif à came pour saisir la queue du mandrin et le transférer du dernier poste de la machine d'étirage/soufflage au convoyeur.
10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de transfert comprend un bras oscillant autour d'un pivot, un crochet monté à l'extrémité libre du bras et un guide incurvé muni d'un aimant pour induire une rotation initiale du mandrin pendant son transfert à la chambre de chauffage.
11. Mandrin pour l'installation selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend un support pour maintenir l'extrémité ouverte d'une paraison injectée, une queue cylindrique dépassant du support et une tige-poussoir mobile longitudinalement dans la queue pour étirer la paraison dans le sens longitudinal, le poussoir ayant des passages d'air pour le soufflage, un noyau cylindrique de matière plastique résistante à la chaleur étant monté coaxialement dans le support et servant à guider le poussoir, une entretoise étant montée sous le noyau pour régler la course longitudinale du poussoir, la partie supérieure du support venant en contact intime avec le moule de la machine d'étirage/souffiage lorsque le mandrin est en place.
12. Mandrin selon la revendication 11, caractérisé en ce que la queue est une partie tubulaire cylindrique comportant une bride extérieure à son extrémité supérieure, une gorge circulaire étant formée au raccordement de la bride et de la partie tubulaire pour recevoir la partie incurvée du support du porte-mandrin.
13. Mandrin selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'un joint isolant thermique est interposé entre le support et la bride de la queue.
14. Mandrin selon la revendication 11, caractérisé en ce que le poussoir mobile est terminé par une pièce de forme tronconique inversée qui joue le rôle d'isolateur thermique et qui maintient la paroi latérale de la paraison à une distance suffisante du poussoir pendant sa course d'étirage longitudinal, l'autre extrémité du poussoir étant munie d'une bague de guidage qui coulisse dans la partie tubulaire de la queue, des passages en T étant percés dans la partie inférieure du poussoir et communiquant avec une ou plusieurs rainures formées à la surface extérieure du poussoir pour l'injection de l'air comprimé de soufflage.
La présente invention concerne l'installation de fabrication d'articles en matière plastique, telle que le polyéthylènetéréphthalate ou PETP, orientée biaxialement par un procédé d'étirage/soufflage.
Pour fabriquer des récipients et d'autres articles en matière plastique, on utilise couramment un procédé appelé extrusion/ soufflage qui consiste à extruder une paraison tubulaire dans un moule ouvert, à refermer le moule de façon à pincer les deux extrémités de la paraison et à injecter de l'air comprimé dans la
paraison pour qu'elle gonfle radialement et épouse la forme intérieure du moule.
Pendant le soufflage, la paraison subit un étirage radial qui confère à la matière une orientation uniaxiale défavorable du point de vue de la résistance aux chocs et de la transparence. Pour éviter ces inconvénients, on a cherché à obtenir une orientation biaxiale en étirant la paraison dans le sens longitudinal avant d'effectuer le soufflage radial. Ces techniques appelées étirage/soufflage permettent d'obtenir des récipients plus solides, moins sensibles aux chocs, plus imperméables au gaz et plus transparents. On distingue généralement deux procédés d'étirage/soufflage, selon que la paraison est extrudée ou injectée. Le premier procédé est plus compliqué, car il faut extruder un tube, le laisser refroidir et le découper pour obtenir la paraison froide qui est ensuite réchauffée, formée aux deux bouts, étirée longitudinalement et gonflée à l'air.
Dans le second procédé, les opérations sont moins nombreuses: injection de la paraison, refroidissement, réchauffage ultérieur, étirage longitudinal et soufflage.
La présente invention a donc pour objet une installation de fabrication d'articles en matière plastique, orientée biaxialement pour améliorer la résistance aux chocs, la solidité et la transparence de la pièce, et qui est définie dans la revendication 1. L'invention a également pour objet un mandrin pour l'installation de fabrication d'articles en matière plastique, qui est défini dans la revendication 11.
Avec certaines matières plastiques, telles que le polyéthylènetéréphtalate qui a une forte tendance à la cristallisation et dont la vitesse de cristallisation est élevée aux températures de moulage, il n'est pas possible d'obtenir une qualité uniforme des produits à cause du retrait après moulage. Le PETP est utilisé dans de nombreuses applications, sous forme de récipients soufflés, de films transparents et de fibres textiles, à cause de sa forte cristallisabilité, de sa résistance à la chaleur, aux intempéries et aux agents chimiques. Pour fabriquer des récipients en PETP orienté biaxialement, il est essentiel de travailler la matière dans une plage étroite de températures. La présente installation propose donc une amélioration importante des techniques de réchauffage de la paraison, qui permettent d'obtenir une température uniforme et précise.
L'installation peut utiliser un polymère PETP ayant une viscosité intrinsèque d'au moins 0,55 ou l'un de ses copolymères cristallisables.
Avec une presse à injecter classique, on fabrique des paraisons tubulaires cylindriques fermées à un bout par un fond hémisphérique. La cristallinité des pièces ainsi injectées est de préférence comprise entre 4 et 7%. Au-dessous de 4%, on ne peut pas obtenir une orientation suffisante et, au-dessus de 7%, la solidité de l'article orienté biaxialement est insuffisante. En pratique, les meilleurs résultats sont obtenus avec un polymère PETP ayant une cristallînîté de l'ordre de 5%.
La paraison injectée peut être introduite dans une chambre de chauffage qui permet de la réchauffer à une température inférieure au point de fusion cristalline de la matière plastique, soit entre 140 et 220 C pour le PETP. La chambre de chauffage contient un grand nombre de porte-mandrins qui décrivent une trajectoire fermée.
Plusieurs jeux de tubes infrarouges sont montés dans la chambre et sont associés à des régulateurs de température pour créer des zones de chauffage étagé. Par exemple, la première zone peut être maintenue à l40-l60#C, la seconde à 160-190 C, la troisième à 200-220 C et la quatrième à 180-200 C.
Chaque paraison est montée par son col sur un mandrin qui l'accompagne dans toutes les opérations. A l'intérieur de la chambre de chauffage, chaque mandrin est placé dans un porte-mandrin qui est animé d'un mouvement d'avance et d'un mouvement de rotation sur lui-même pour uniformiser la température de la paraison. Le mandrin comprend essentiellement une queue cylindrique, un support de col et une tige-poussoir mobile longitudinalement. Sur le convoyeur, sur les porte-mandrins, sur les dispositifs de chargement et de déchargement, le mandrin est tenu par sa queue cylindrique. Le support de col maintient l'extrémité ouverte de la paraison et constitue l'un des éléments du moule de soufflage. Le poussoir permet d'étirer longitudinalement la paraison dans le moule lorsqu'il est poussé de bas en haut par un vérin disposé sous le moule.
Des passages sont formés dans le poussoir pour permettre l'injection d'air comprimé à l'intérieur de la paraison. On notera que la queue du mandrin est universelle et qu'il suffit de remplacer les éléments de maintien du col pour changer la forme et les dimensions de la pièce moulée.
Pour obtenir une bonne orientation biaxiale, il faut éviter le refroidissement différentiel de la paraison pendant son transfert de la chambre de chauffage au moule. A cet effet, un tourniquet à palettes est monté à la sortie de la chambre et tourne en synchronisme avec le mouvement du mandrin pour abriter la paraison.
La machine d'étirage/soufflage peut comporter une série de moules montés à la périphérie d'un plateau rotatif. Chaque moule est constitué de deux coquilles complémentaires et d'un fond mobile supérieur. C'est le mandrin qui ferme l'autre extrémité du moule. Le mouvement ascendant de la tige-poussoir produit l'étirage longitudinal de la paraison et l'air comprimé admis par les passages du poussoir fait gonfler la pièce contre les parois internes du moule.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma synoptique des opérations successives effectuées par l'installation de l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan de l'installation de formage.
La fig. 3 est une coupe de la chambre de chauffage dans un plan vertical radial.
La fig. 4 est une vue en élévation de la paraison injectée.
La fig. 5 est une vue en élévation et en coupe axiale partielle d'un mandrin portant une paraison.
La fig. 6 est une coupe verticale de l'un des porte-mandrins de la chambre de chauffage.
La fig. 7 est une vue en plan du porte-mandrin de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en plan analogue à celle de la fig. 7, mais montrant le dispositif de freinage.
La fig. 9 est une coupe verticale du moule dans lequel la paraison a été étirée longitudinalement.
La fig. 10 est une coupe verticale du moule dans lequel la pièce a été soufflée.
La fig. 1 1 est une vue en perspective d'un récipient produit par l'installation.
L'invention sera illustrée par la description d'une installation de formage de récipients transparents à parois minces en polyéthylènetéréphthalate (PETP) à partir d'une paraison injectée, qui est orientée biaxialement par un étirage longitudinal suivi d'un gonflement radial en moule.
La fig. 1 est un schéma synoptique des opérations successives du cycle d'étirage/soufflage de la pièce. La paraison 10 est un tube cylindrique fermé à un bout qui a été injecté au cours d'une opération préliminaire et qui est monté à l'état refroidi sur un mandrin 25 porté par un convoyeur 11. Un dispositif de transfert 12 amène le mandrin 25 portant la paraison 10 (fig. 5) dans une chambre de chauffage 13.
Dans la chambre 13, la paraison 10 est portée à une température plus basse que le point de fusion cristalline du PETP, en évitant une distribution irrégulière des températures. A la sortie de la chambre de chauffage 13, le porte-mandrin imprime au mandrin un mouvement de rotation destiné à éviter un refroidissement partiel de la paraison chauffée, puis le mandrin est transféré dans un moule d'une machine d'étirage/soufflage 15. Dès la fermeture du moule, la paraison subit un étirage mécanique axial qui crée une orientation longitudinale, puis de l'air comprimé est injecté dans la paraison pour provoquer un gonflement radial contre les parois internes du moule. Après un temps de refroidissement, le moule s'ouvre et le mandrin portant la pièce est extrait par un dispositif de déchargement 16 qui le transfère sur le convoyeur 11.
La pièce moulée est ensuite séparée du mandrin qui est recyclé par le convoyeur 11 au point de mise en place d'une nouvelle paraison.
Au début du cycle, la paraison 10 est reçue à la température ambiante. Elle a été précédemment moulée sur une machine à injecter classique (non représentée). On voit sur la fig. 4 que la paraison 10 est un tube sensiblement cylindrique fermé à un bout par un fond hémisphérique 17. L'extrémité ouverte du tube comporte une collerette annulaire extérieure 19 qui recevra ultérieurement la capsule de fermeture du récipient. Le corps 21 de la paraison présente une légère conicité de son extrémité ouverte à son extrémité fermée.
A la fig. 2,1'installation se compose principalement d'un convoyeur 11, d'un dispositif de transfert 12, d'une chambre de chauffage 13, d'un dispositif de chargement 14, d'une machine d'étirage/soufflage 15 et d'un dispositif de déchargement 16.
Le convoyeur 11 comprend une chaîne sans fin 22 portant à intervalles réguliers des crochets 23 qui peuvent recevoir des mandrins de formage 25 décrits ci-après. Chaque paraison 10 est montée sur un mandrin 25 qui est initialement porté par le convoyeur 11.
Plus précisément, la paraison 10 est montée à l'envers avec son ouverture 18 engagée dans une bague de maintien 27 du mandrin.
Comme illustré sur la fig. 5, le mandrin 25 comprend essentielle- ment une queue cylindrique 26, une bague de maintien 27, un noyau de guidage 28, une entretoise 29 et une tige centrale mobile 30. La queue cylindrique 26 du mandrin est une pièce tubulaire 32 terminée par une bride annulaire 31. Une gorge annulaire 33 est formée à la jonction de la bride 31 et du tube 32. La bague de maintien 27 sert à retenir la paraison par l'extérieur de son col 18, et un joint thermique 34 limite les échanges de chaleur entre la bague 27 et la bride 31. Le noyau de guidage 28, monté concentriquement dans la bague de maintien 27, peut être en polytétrafluoréthylène, ou en une autre matière analogue, pour guider convenablement la course axiale de la tige mobile 30. L'entretoise 29 disposée sous le noyau 28 permet de régler la course de la tige mobile 30.
L'extrémité supérieure de la tige mobile 30 est munie d'un poussoir d'étirage 35 en une matière à faible conductibilité thermique (par exemple le PTFE), dont la forme tronconique inversée évite que la paraison chauffée vienne en contact avec la tige mobile 30 pendant son étirage longitudinal.
A son extrémité inférieure, la tige mobile 30 est munie d'une bague de guidage 36, semblable à un piston, qui coulisse dans la partie cylindrique 32. La tige 30 est percée d'un passage axial 37 qui communique avec des passages transversaux 38 et avec des cannelures longitudinales 39 (fig. 5).
Cette configuration des passages d'injection d'air n'est pas impérative, mais aux pressions de soufflage utilisées, de l'ordre de 50 bars, une tige percée d'un canal de diamètre convenable ne serait pas suffisamment résistante. De plus, il convient d'éviter les jets d'air concentrés, perpendiculaires ou obliques par rapport à la surface de la tige 30, qui risquent de produire des amincissements localisés dans la paroi du récipient. Les cannelures longitudinales 39 assurent une bonne diffusion de l'air de soufflage et évitent cet inconvénient.
Les mandrins 25 portant chacun une paraison 10 décrivent un cycle opératoire qui les amène successivement à tous les postes de traitement de l'installation de la fig. 2. Dans la machine d'étirage/ soufflage 15, la partie supérieure du mandrin 25 et la paraison qu'elle porte sont engagées dans un moule ouvrant, et la tige centrale 30 est actionnée par un poussoir 88 pour effectuer l'étirage longitudinal de la paraison, comme illustré sur la fig. 9. De l'air comprimé est ensuite injecté à travers le poussoir 88 et les passages 37, 38, 39 de la tige 30 pour provoquer le gonflement radial de la paraison, comme illustré sur la fig. 10.
Les mandrins 25 portant chacun une paraison 10 sont pris successivement sur le convoyeur 1 1 par le dispositif de transfert 12 (fig. 2). Le dispositif de transfert 12 comprend un bras 40 animé d'un mouvement d'oscillation autour d'un pivot 41. L'extrémité libre du bras 40 comporte un crochet capable de saisir la partie cylindrique 32 du mandrin 25 pour amener ce dernier dans la chambre de chauffage 13. De plus, un guide incurvé 42 comportant un petit aimant imprime au mandrin 25 une légère rotation qui facilite son engagement dans l'un des porte-mandrins 44 de la chambre de chauffage 13.
Le porte-mandrin 44 comprend un support creux 46, qui est fixé à la périphérie d'un plateau rotatif 45, et un arbre creux 48, tournant dans le support 46 sur deux roulements 47 (fig. 6 et 7). L'arbre 48 contient un poussoir d'éjection 50 dont l'extrémité inférieure est munie d'une bague d'arrêt 49. Un ressort 51 est monté entre l'extrémité inférieure de l'arbre 48 et la bague 49 pour rappeler le poussoir 50 vers le bas. A son extrémité supérieure, le poussoir 50 forme une tête élargie qui vient buter sur le haut de l'arbre 48. Le poussoir 50 est actionné par une came (non représentée) pour décoller le mandrin 25 du porte-mandrin 44 à la sortie de la chambre de chauffage 13, comme on le verra en détail plus loin.
La partie inférieure de l'arbre creux 48 porte un pignon 54 qui engrène sur une roue dentée 53 (fig. 3). La partie supérieure de l'arbre 48 porte, par l'intermédiaire de deux roulements 55, un corps cylindrique 56 qui se prolonge vers le haut pour former un support de mandrin 57. Le support 57 est légèrement plus long que la partie cylindrique 32 du mandrin 25 et son extrémité supérieure forme une partie incurvée 58 qui s'engage dans la gorge circulaire 33 du mandrin. De plus, le support 57 comporte un aimant 59 qui maintient le mandrin en place sur le porte-mandrin. Un galet 60 est monté sur la face supérieure du corps cylindrique 56, sensiblement à l'opposé du support 57, pour coopérer avec un dispositif de freinage 73 qui est monté à la sortie de la chambre de chauffage 13.
Comme on peut le voir sur la fig. 2, la chambre de chauffage 13 comprend un plateau rotatif 45 dont la périphérie est munie d'une série de porte-mandrins 44. Une enveloppe 61 délimite l'enceinte de chauffage. La chambre 13 est divisée en plusieurs zones de chauffage (numérotées I, II, III et IV sur la fig. 2) dont la température est réglable individuellement. Les paraisons 10 sont ainsi chauffées progressivement pour atteindre la température idéale de formage.
Chaque zone de chauffage est munie d'un certain nombre d'éléments chauffants 62, tels que des tubes à rayonnement infrarouge, qui sont montés horizontalement à l'intérieur de la trajectoire des mandrins. D'autres tubes à rayonnement infrarouge 63 sont montés verticalement à l'extérieur de la trajectoire des mandrins. De plus, chaque zone est équipée d'un dispositif de réglage de température 64 qui est monté sur le dessus de l'enveloppe 61. Ces dispositifs comprennent deux cheminées d'évacuation de l'air chaud dont chacune est munie d'un papillon 66 orientable autour d'un axe 67.
Les deux papillons de chaque zone sont manoeuvrés par un moteur 68 et un thermocouple 69 mesure la température à l'intérieur de la zone. Le signal thermométrique est appliqué à un régulateur électronique 70 qui commande le moteur 68 pour ouvrir ou fermer les papillons 66, de façon à maintenir la zone à la température désirée.
Dans un exemple pratique, les températures des quatre zones de chauffage peuvent être les suivants:
Zone 140à 160'C
Zone Il 160 à 180 C
Zone III 180 à 220 C
Zone IV 160 à 2000C
On voit sur la fig. 3 que chaque porte-mandrin 44 est monté à la périphérie du plateau rotatif 45 et qu'il est animé d'une rotation autour de son axe lorsque son pignon 54 roule sur la roue dentée 53.
Ainsi, les mandrins 25 tournent sur eux-mêmes en même temps qu'ils décrivent une trajectoire circulaire autour de l'axe de rotation du plateau 45.
On voit sur la fig. 2 qu'un tourniquet 71 est monté à la sortie de la chambre de chauffage 13. Ce tourniquet comporte un axe vertical portant des palettes radiales et tourne en synchronisme avec l'avance des porte-mandrins 44, pour maintenir une température aussi régulière que possible à proximité de la sortie de la chambre 13. Plus précisément, la paraison chauffée 10 est immobilisée entre deux palettes du tourniquet à la sortie de la chambre 13 pour éviter les irrégularités de température.
Un dispositif de freinage 73 monté en aval du tourniquet 71 arrête la rotation du porte-mandrin 44. On voit sur la fig. 8 que le dispositif de freinage comprend une plaque métallique 74 et un ressort. La plaque 74 vient en contact avec le galet 60 du portemandrin 44 pour arrêter la rotation de ce dernier de façon que son support 57 soit en arrière. Ainsi, la partie cylindrique 32 du mandrin 25 se trouve en avant et peut être prise avec précision par la pince 77 du dispositif de chargement 14.
Le dispositif de chargement 14, qui est représenté dans la partie centrale de la fig. 2, est un manipulateur rotatif à quatre bras 76 munis de pinces 77. Les bras 76 sont montés en croix sur un arbre central 75. Chaque bras 76 est muni d'un galet suiveur 79 qui roule sur la périphérie d'une came fixe 78 pour commander l'extension ou la rétraction du bras 76 et l'ouverture ou la fermeture de sa pince 77 en synchronisme avec la rotation de l'arbre 75.
Un peu en avant de la sortie de la chambre de chauffage 13, la pince 77 est fermée pour saisir le mandrin 25 et le bras 76 est rétracté â sa plus courte longueur. A partir de cette position, en tournant dans le sens de la flèche, le bras 76 reprend sa longueur normale et son extrémité libre suit un guide semi-circulaire 81. La surface intérieure du guide 81 est munie d'un élément magnétique qui attire la partie cylindrique 32 du mandrin, de façon à lui imprimer une rotation sur son axe pour éviter un refroidissement irrégulier de la paraison 10. Le mouvement du bras 76 amène ensuite le mandrin 25 dans un moule ouvert 72 de la machine d'étirage/soufflage 15.
Lorsque le mandrin 25 est dans la cavité 87 du moule, la pince 77 s'ouvre pour le libérer du bras 76. Entre cette position et le point de chargement à la sortie de la chambre 13, le bras 76 a sa longueur normale et la pince 77 est ouverte. Du fait de la disposition symétrique des bras 76, un mandrin 25 est tiré radialement hors de son porte-mandrin 44 en même temps qu'un autre mandrin est chargé dans le moule 72.
La machine d'étirage/soufflage 15 est du type à carrousel et comporte huit moules 72 montés à la périphérie d'un plateau rotatif 82. Ce nombre de moules n'est pas limitatif et dépend en fait de la productivité désirée.
La fig. 9 est une coupe verticale d'un moule 72 en configuration fermée. Le moule se compose de deux coquilles 83 et 84 séparables dans un plan diamétral et d'un fond mobile 85. La coquille 83 est fixe, alors que la coquille 84 peut pivoter autour d'un axe 86 (fig. 2).
Le moule 72 est ouvert aux premier et huitième postes, et fermé entre les deuxième et septième postes. Le fond 85 est déplacé vers le haut ou vers le bas en même temps que les coquilles 83 et 84 s'ouvrent et se ferment.
Sous chaque moule 72 est monté un vérin dont la tige 88 est alignée avec la tige centrale 30 du mandrin 25 qui est en place dans le moule. La tige 88 pousse la tige 30 vers le haut lorsque le moule 72 est au deuxième poste de la machine 15 pour provoquer l'étirage longitudinal de la paraison 10. De plus, la tige 88 est creuse et forme un passage longitudinal 89 qui permet d'injecter de l'air comprimé dans la tige 30 et dans la paraison 10 au troisième poste de la machine 15. Les tiges 30 et 88 ne redescendent qu'au septième poste de la machine.
Le moule 72 s'ouvre au huitième poste de la machine 15 pour libérer le récipient étiré et soufflé qui est encore fixé par son goulot sur le mandrin 25. A ce moment, la partie cylindrique 32 du mandrin est saisie par une pince 90 du dispositif de déchargement 16 qui comporte deux bras opposés 92. Les bras 92 sont montés sur un arbre rotatif 91 et portent des pinces 90 à leurs extrémités libres.
Aprés avoir saisi le mandrin 25, le dispositif de déchargement 16 effectue un demi-tour dans le sens de la flèche 93 pour l'amener sur un crochet 23 du convoyeur 11. Le récipient 20 est ensuite séparé du mandrin 25 sur le convoyeur 11.
Le fonctionnement de l'installation de la fig. 2 va maintenant être décrit.
Initialement, un mandrin vide 25 est amené par le convoyeur 11 dans une position où une paraison injectée 10 est mise en place comme illustré sur la fig. 5. Plus précisément, l'extrémité ouverte de la paraison 10 est amenée par gravité dans l'intervalle annulaire 27a qui est délimité par la bague de maintien 27 et par le noyau de guidage 28 du mandrin. Pour assurer une mise en place correcte, un dispositif de pression (non représenté), qui peut être commandé en synchronisme avec les mouvements du dispositif de transfert 12, vient appuyer sur le haut de la paraison 10.
Le mandrin 25 portant la paraison 10 est ensuite pris par le dispositif de transfert 12, dont le bras 40 l'amène sur un porte^ mandrin 44 de la chambre de chauffage 13. Le bras 40 coopère avec un guide incurvé 42 qui comporte un aimant imprimant une rotation initiale au mandrin.
Le mandrin 25 est normalement mis en place par gravité sur le porte-mandrin 44 dans la position qui est représentée en trait mixte sur la fig. 6. Le porte-mandrin 44 l'entraîne ensuite dans la chambre de chauffage 13 et le pignon 54 roulant sur la denture 53 lui imprime une rotation autour de son axe.
Si la gravité n'est pas suffisante pour assurer un positionnement correct du mandrin sur le porte-mandrin à cause de la présence de l'aimant 59, on peut utiliser un dispositif de pression (non représenté) agissant sur l'extrémité supérieure de la paraison.
A l'intérieur de la chambre de chauffage 13, le mandrin 25 décrit une trajectoire circulaire qui l'amène jusqu'au point de sortie de la chambre. En même temps, le mandrin 25 est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe pour uniformiser le chauffage de la paraison. Comme indiqué précédemment, deux ou trois tubes infrarouges 62 sont montés horizontalement le long du bord intérieur de chaque zone de chauffage et plusieurs tubes infrarouges 63 sont montés verticalement le long du bord extérieur de la zone. Cette combinaison de tubes horizontaux et verticaux assure une répartition optimale des températures à l'intérieur de la zone. En effet, des tubes horizontaux seulement produisent des fluctuations dans le sens vertical et des tubes verticaux seulement produisent une distribution des températures en chevron avec des points plus froids en haut et en bas de la zone.
En résumé, la disposition adoptée pour les tubes infrarouges assure un chauffage uniforme et régulier de la paraison 10 sur toute sa hauteur. Les tubes infrarouges 62 et 63 sont de préférence montés sur des supports réglables qui permettent un ajustement précis de leurs positions dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. De plus, la température de l'atmosphère de la chambre 13 est régulée dans chaque zone par les dispositifs 64 qui modulent l'échappement de l'air chaud. Plus précisément, le thermocouple 69 détecte la température intérieure et fournit un signal thermométrique au régulateur électronique 70, qui actionne en conséquence le moteur 68 pour ouvrir ou fermer les papillons 66.
Pendant son passage dans la chambre de chauffage 13, la paraison 10 tourne continuellement sur son axe pour uniformiser les températures. A la sortie de la chambre 13, les mandrins passent dans le tourniquet 71 et les porte-mandrins 44 sont immobilisés par la plaque 74, de façon que la partie cylindrique 32 du mandrin se trouve en avant du support 57.
Une fois que le porte-mandrin 44 est immobilisé par le dispositif 73, son poussoir 50 est actionné pour éjecter le mandrin 25 et simultanément la pince 77 du dispositif de chargement 14 se ferme sur la partie cylindrique 32 du mandrin. Le bras 76 est ensuite rétracté et tourne en suivant le guide incurvé 81 pour présenter le mandrin 25 dans la cavité 87 du moule 72. Le guide 81 comporte un aimant qui attire et maintient la partie cylindrique 32 pour imprimer une rotation continue au mandrin 25 pendant la rotation du bras 76.
Comme décrit précédemment, la machine d'étirage/soufflage 15 comporte huit postes que chaque moule 72 occupe successivement.
Le premier poste est celui où la paraison chauffée 10 est chargée dans le moule 72 qui se referme immédiatement. Au deuxième poste, la tige centrale 30 du mandrin est poussée vers le haut pour étirer longitudinalement la paraison. On notera la forme tronconique inversée du poussoir 35 qui éloigne la paraison 10 de la tige 30 pendant l'orientation longitudinale de la matière.
La fig. 10 correspond au troisième poste de la machine 15 où l'air comprimé de soufflage est introduit dans la paraison pour la gonfler radialement contre les parois internes du moule. La matière subit donc un second étirage qui crée une orientation biaxiale.
La pression de soufflage est relativement élevée, de l'ordre de 50 bar ou plus, et une tige creuse 30 ne serait pas suffisamment résistante. De plus, il faudrait prévoir des trous radiaux qui produisaient des jets localisés orthogonaux, ou obliques, en direction de la paroi du récipient. L'expérience montre que de tels jets forment dans la paroi du récipient des empreintes amincies qui affectent sa valeur commerciale.
On pourrait remplacer les cannelures longitudinales 39 par des gorges formées dans la surface intérieure du noyau 28, mais cette solution donne de moins bons résultats.
Le refroidissement du récipient se poursuit aux postes quatre à sept de la machine 15 et le moule 72 est ouvert au huitième poste. A ce moment, le mandrin 25 portant le récipient est pris par l'un des bras 92 du dispositif de déchargement 16 qui le ramène au convoyeur 11.
Sur le convoyeur 11, le récipient est séparé du mandrin 25 et ce dernier revient au point de départ où il reçoit une nouvelle paraison injectée avant d'effectuer un nouveau cycle opératoire complet.
La fig, Il illustre un récipient 20 que l'on peut fabriquer à l'aide de l'installation décrite. Ce récipient comporte un goulot 18 qui est identique à l'extrémité ouverte de la paraison. A partir de son goulot, le récipient s'évase en 20a et devient sensiblement cylindrique sur la majeure partie 20b de sa hauteur. Cette forme courante de récipient n'est évidemment pas limitative. On notera cependant que l'orienta tion biaxiale de la matière permet d'obtenir des parois d'épaisseur sensiblement uniforme, ayant une bonne transparence et une excellente résistance aux chocs.