CH690543A5 - Machines pour la fabrication de récipients en matière plastique. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne une machine pour la fabrication de récipients en matière plastique comprenant un châssis et, agencé le long d'un chemin de guidage, au moins un dispositif de chauffage et un dispositif de moulage par soufflage, les récipients étant formés à partir de préformes disposées sur des transporteurs déplacés le long du chemin de guidage. 



  Une machine de ce type est décrite dans le brevet CH 683 757 et comprend un chemin de guidage sur lequel des transporteurs portant une préforme sont acheminés à travers les différentes étapes et dispositifs de fabrication. Les transporteurs et les préformes forment une rangée unique déplacée avec une vitesse unique de déplacement. Etant donné que le chauffage des préformes est une opération relativement longue, la longueur du chemin de guidage doit être assez grande pour obtenir un échauffement adéquat, ce qui augmente grandement l'encombrement général de la machine, ou alors la vitesse de déplacement des préformes sur le circuit entier doit être abaissée en conséquence, ce qui nuit considérablement au rendement de la machine. 



  La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'obtenir une machine à haut rendement et à encombrement réduit. La machine conformément à l'invention est caractérisée à cet effet par les caractéristiques fi gurant dans la revendication 1. 



  Ainsi, en augmentant le nombre de rangées parallèles de préformes au niveau du dispositif de chauffage par rapport au nombre de rangées parallèles au niveau du reste du circuit et en particulier du dispositif de moulage, le rendement de fabrication peut être très grand, tout en diminuant considérablement l'encombrement général de la machine. 



  Favorablement, le chemin de guidage comprend au niveau du dispositif de moulage par soufflage une seule rangée de préformes alignées dans la direction de déplacement, tandis qu'il comprend au niveau du dispositif de chauffage un nombre de rangées parallèles de préformes compris entre 2 et 12, de préférence 6. 



  On obtient ainsi un réglage optimal de la durée de chauffage des préformes adaptée à la durée de moulage ou d'étirage-soufflage, permettant un rendement élevé avec un chemin de guidage très court, donc avec un encombrement réduit de la machine. 



  Selon un mode d'exécution favorable, le dispositif de moulage par soufflage comprend au moins une rangée de n cavités de moulage alignées parallèlement à la direction de déplacement, le chemin de guidage comportant au niveau du dispositif de chauffage n rangées de préformes parallèles par rapport à la direction de déplacement. 



  Ainsi, les n préformes sortant du dispositif de chauffage peuvent directement être chargées dans le dispositif de moulage lors d'un seul mouvement ou cycle de transport, ce qui permet une fabrication très fiable et rationnelle. 



  Selon un mode d'exécution préféré, le chemin de guidage comprend une partie ayant la forme générale d'un U et une seconde partie reliant en ligne droite les branches du U. 



  Dans ce mode d'exécution, la première partie comprend le dispositif de moulage par soufflage, un dispositif de déchargement des récipients fabriqués et une dispositif de chargement des préformes, la seconde partie comportant le dispositif de chauffage. 



  L'espace libre central de la machine est ainsi utilisé de façon optimale pour le chauffage des préformes contenues dans le dispositif de chauffage servant en plus de magasin de stockage, ce qui conduit à une répartition optimale des différents dispositifs de la machine. 



  Selon un mode d'exécution préféré, chaque transporteur comprend une plaque montée coulissante sur le chemin de guidage, chaque plaque portant deux supports destinés chacun à recevoir une préforme. 



  Par cette disposition, l'acheminement des préformes est effectué de façon précise, aussi bien dans le dispositif de chauffage que dans le dispositif de moulage. En outre, les changements de direction du transport sont réalisés aisément. 



  Favorablement, les transporteurs sont de forme générale rectangulaire et comportent, alignés selon leur plus grande longueur, deux paliers dans lesquels les supports sont montés et retenus de façon tournante. 



  Ces supports peuvent être avantageusement constitués par des organes tubulaires comportant à leur extrémité supérieure un élément annulaire de maintien dans lequel les  préformes sont retenues par leur col, les organes tubulaires traversant lesdits paliers et étant munis à leur extrémité inférieure d'un pignon destiné à coopérer avec un dispositif d'entraînement agencé au niveau du dispositif de chauffage pour entraîner en rotation lesdits supports et préformes, le chemin de guidage comportant des rails sur lesquels les supports reposent, lesdits paliers comportant des rainures destinées à coopérer avec les rails de façon à être retenus sur le chemin de guidage. 



  Cette construction assure un montage très rapide de l'ensemble des transporteurs et un fonctionnement fiable dans l'ensemble des étapes et dispositifs de fabrication de la machine. 



  Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux, le dispositif de chauffage comprend au moins un corps de chauffe de forme allongée agencé entre deux rangées parallèles de préformes et susceptible d'émettre un rayonnement chauffant sur deux côtés opposés en direction des deux rangées de préformes. 



  L'échauffement des préformes est ainsi obtenu de façon efficace, tout en diminuant considérablement la consommation d'énergie. 



  De préférence, chaque corps de chauffe comprend une pluralité de tubes à lame de chauffe bidirectionnelle en carbone superposées. 



  Ces tubes de chauffage sont particulièrement bien adaptés aux machines en question et assurent un échauffement efficace, régulier et très économique. 



  Le dispositif de chauffage comporte de façon très avantageuse un nombre de corps de chauffe compris entre 1  et 6, de préférence 3, ces corps de chauffe étant agencés parallèlement les uns aux autres, chaque corps de chauffe étant disposé sensiblement au milieu des deux préformes portées par chaque transporteur. 



  Le dispositif de chauffage peut ainsi traiter parallèlement un grand nombre de préformes, ce qui assure un haut rendement de la machine tout en réalisant des économies d'énergie significatives. 



  Selon un mode d'exécution propice, le ou les corps de chauffe sont montés de façon mobile par rapport au bâti de la machine pour pouvoir être déplacés d'une position active dans laquelle ils sont disposés sensiblement en regard de préformes vers une position inactive dans laquelle ils sont éloignés des préformes. 



  Lors d'interruptions dans la chaîne de fabrication, les préformes sont détériorées du fait d'un échauffement trop important. Cette construction permet d'éviter cet inconvénient majeur et de rendre la machine d'une utilisation sûre. 



  D'autres avantages ressortent des caractéristiques exprimées dans les revendications dépendantes et de la description exposant ci-après l'invention plus en détail à l'aide de dessins qui représentent schématiquement et à titre d'exemple un mode d'exécution et des variantes. 
 
   La fig. 1 est une vue en perspective du mode d'exécution de la machine. 
   La fig. 2 est une vue schématique en plan de ce mode d'exécution. 
   La fig. 3A représente les corps de chauffe d'un dispositif de chauffage conventionnel. 
   La fig. 3B illustre les corps de chauffe du dispositif de chauffage utilisés dans la présente invention. 
   Les fig. 4A et 4B sont des vues de face du dispositif de chauffage en position inactive, respectivement active. 
   La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de chauffage en position active. 
   La fig.

   6 est une vue en coupe à travers un transporteur dont les supports et préformes sont entraînés en rotation au niveau du dispositif de chauffage. 
 



  En référence aux fig. 1 et 2, la machine pour la fabrication de récipients en matière plastique comprend un châssis 1 sur lequel les différents dispositifs et organes de la machine sont montés de façon modulaire. Des préformes 2 pour les récipients à fabriquer sont fournies par l'intermédiaire d'un rail double 3 (fig. 1) formant un plan incliné pour arriver dans un dispositif de chargement par retournement 5, dans lequel les préformes sont retournées et disposées col en bas dans des supports 7 portés par des transporteurs 8, chaque transporteur portant deux supports 7. 



  Les préformes 2 sont alors chauffées dans un dispositif de chauffage 10 et acheminées vers un dispositif d'étirage-soufflage 12. Après leur formation, les récipients sont enlevés des supports 7 dans un dispositif de déchargement par retournement 14, d'où ils peuvent être conditionnés en vue de leur future utilisation ou acheminés vers des stations de stérilisation, de remplissage, d'étiquetage, d'emballage, etc. 



  Les supports 7 vides portés par les transporteurs 8 sont ensuite acheminés vers le dispositif de chargement 5 des préformes. 



  Les transporteurs 8 sont constituées par des plaques 16 de forme rectangulaire allongée avec des extrémités arrondies comportant deux alésages 17 dans lesquels les supports 7 sont maintenus. Ces plaques 16 reposent latéralement sur un chemin de guidage 20 comportant deux rails latéraux 18, 19 et se touchent mutuellement. Ce chemin de guidage comprend deux parties 21, 22 distinctes. 



  Une première partie 21 comprend la sortie 23 du dispositif de chauffage 10, le dispositif d'étirage-soufflage 12, le dispositif de déchargement 14 et le parcours de liaison 24 vers le dispositif de chargement 5 et le dispositif de chargement des préformes 5. Dans cette première partie 21, les plaques 16 se touchent par leur extrémités arrondies et sont alignées les unes derrière les autres formant une seule rangée unique de supports 7 et de préformes 2. 



  Au contraire, dans la seconde partie 22 du chemin de guidage 20, les plaques 19 se touchent en particulier par leurs côtés longs et forment trois rangées de plaques parallèles, donc six rangées parallèles de supports 7, les deux supports 7 de chaque transporteur 8 étant alignés suivant une direction perpendiculaire à la direction de déplacement des transporteurs. 



  Il est bien entendu que le nombre de rangées parallèles de transporteurs 8 pourrait être inférieur ou supérieur à 3 selon les applications et la grandeur de la machine. Cette partie 22 comprendra néanmoins au moins deux rangées  parallèles de supports 7 alignées dans le sens de déplacement et englobe le parcours du chemin de guidage dans le dispositif de chauffage 10, ainsi que son entrée 24 et sa sortie 25. 



  Le déplacement de transporteurs 8 dans la première et la seconde partie 21, 22 du chemin de guidage est obtenu par poussée au moyen de verins schématiquement indiqués en 27 et 28. Etant donné que ce chemin de guidage 20 constitue un circuit fermé, la vitesse linéaire de déplacement est environ six fois plus grande dans la première partie 21 par rapport à la seconde partie 22. Ceci permet un échauffement graduel et optimal des préformes pendant une durée prolongée. Comme la phase d'échauffement des préformes nécessite une durée plus longue que les autres phases et opérations de fabrication, on obtient un fonctionnement en continu avec un rendement très élevé, tout en réduisant la longueur du parcours de fabrication et donc l'encombrement général de la machine. 



  En référence à la fig. 2, le dispositif d'étirage-soufflage 12 comprend deux organes de moulage 30, 31 comportant chacun trois cavités de moulage 32. Comme les organes de moulage sont actionnés simultanément, on obtient six récipients moulés par cycle de moulage. Un tel cycle est typiquement d'une durée de 3 secondes, ce qui permet un rendement de 7200 récipients par heure, tout en obtenant un échauffement d'une durée suffisante dans le dispositif d'échauffement 10. 



  La construction de ce dispositif d'échauffement 10 est expliquée plus en détail en référence aux fig. 3 à 6 et comprend un four 40 avec un bâti mobile 43 monté de façon  coulissante verticalement sur la châssis 1. Grâce à des vérins pneumatiques 41 ce four 40 peut être monté d'une position active (fig. 4B et 5) vers une position inactive (fig. 4A) lors d'une interruption dans la chaîne de fabrication ou lors d'un arrêt ou du démarrage de la machine. Ainsi, le grand nombre de préformes se trouvant dans le four n'est pas détérioré. En effet, même lorsqu'on éteint le four lors d'une interruption, la chaleur rémanente persistant après le déclenchement du four risque d'endommager sévèrement les préformes se trouvant dans le four. Avec un four mobile, on remédie entièrement à cet inconvénient. 



  Le four 40 comprend trois corps de chauffe 42 suspendus au bâti mobile 43. Chaque corps de chauffe comprend six tubes à lame de chauffe bidirectionnelle en carbone 44 s'étendant longitudinalement sur la majeure partie du four. Ces tubes 44 sont agencés de façon à émettre un rayonnement chauffant dirigé de deux côtés opposés. 



  Les corps de chauffe 42 sont en position active placés entre deux rangées de préformes de façon à chauffer simultanément les préformes 2 des deux rangées. Chaque corps de chauffe 42 et les deux rangées de préformes associées sont entourés par une hotte de chauffe 46 fixée au bâti 43 et munie de plaques isolantes 47 en un matériau réfractaire, tel que de l'alumine. Au niveau du four, les supports 7 pour les préformes sont protégés par un profilé de protection 48. Des ventilateurs 49 (fig. 5) disposés à l'entrée et à la sortie du four 40 assurent le renouvellement d'air dans la zone d'échauffement. 



  En référence à la fig. 6, les préformes 2 sont disposées, col en bas, dans la partie supérieure du support  7, constitué par un organe annulaire de retenue 60. Ces supports 7 comportent une partie tubulaire 61 traversant des paliers 52 engagés dans les alésages 17 des plaques 16. Ces paliers 52 sont également retenus au moyen d'une rainure annulaire 53 sur les rails du chemin de guidage 20 sur lequel les plaques 16 reposent. 



  Les supports 7 sont, à leur extrémité inférieure, solidaires d'un pignon d'entraînement 55. 



  La seconde partie 22 du chemin de guidage 20 est munie de trois mécanismes d'entraînement en rotation 56 des préformes 2. Ces mécanismes 56 comprennent chacun une chaîne ou courroie double 57 agencée parallèlement au chemin de guidage entre deux pignons et entraînée par un moteur 58. Ce moteur entraîne un pignon 59 engrenant avec la partie inférieure de la chaîne double 57, tandis que la partie supérieure de la chaîne double 57 coopère avec les pignons 55 des supports 7 pour entraîner ces derniers en rotation. Ainsi, les préformes 2 disposées des deux côtés des corps de chauffe 42 sont continuellement mises en rotation pendant leur passage dans le dispositif de chauffage 10. Le chemin de guidage comprend ainsi trois mécanismes d'entraînement 56, disposés entre deux rangées voisines de supports 7. 



  La fig. 3A représente un corps de chauffe 42a conventionnel comportant un certain nombre de tubes ou lampes à tungstène 42a qui permettent un rayonnement chauffant dirigé uniquement sur un de leurs côtés. Il est donc nécessaire de prévoir un corps de chauffe muni d'une plaque isolante 47a par rangée de préformes. 



  Le corps de chauffe 42 (fig. 3B) selon la présente invention est muni de tubes à lame de chauffe bidirectionnelle en carbone 44 permettant d'émettre un rayonnement plus régulier, réparti sur deux côtés opposés du corps de chauffe 42. Un seul corps de chauffe permet donc de traiter simultanément deux rangées de préformes 2 tournantes. 



  Le corps de chauffe 42 selon la présente invention (fig. 3B) utilisant les tubes à carbone d'une puissance chacun de 2 kW permet une économie d'énergie substantielle, tout en obtenant un échauffement plus régulier par rapport au corps de chauffe conventionnel (fig. 3A) utilisant 2 x 4 tubes à tungstène d'une puissance de 4,2 kW chacun. 



  La combinaison du dispositif de chauffage 10 à corps de chauffe 42 bidirectionnel et du chemin de guidage 20 particulier comportant une partie 22 avec une pluralité de rangées parallèles de préformes associées au dispositif de chauffage 10 et une partie 21 ayant uniquement une rangée de préformes pour les autres phases de fabrication permet d'obtenir une excellente synchronisation des différentes phases et opérations effectuées le long du chemin de guidage 20 de la machine, tout en réduisant considérablement l'encombrement général de cette dernière. 



  Cette machine est particulièrement bien adaptée à la fabrication de récipients en téréphtalate de polyéthylène. 



  Selon une variante, il serait également possible de prévoir des transporteurs comportant un autre nombre de supports 7 que deux, ce nombre pourrait par exemple être compris entre 1 et 6. 



  Selon d'autres variantes, il serait possible de prévoir un chemin de guidage 20 comportant même dans sa première partie 21, au niveau du dispositif d'étirage-soufflage, deux ou plusieurs rangées de préformes parallèles par rapport à la direction de déplacement. Le chemin de guidage comportera alors dans sa seconde partie 22 au niveau du dispositif de chauffage un nombre de rangées parallèles de préformes 2 au moins deux fois plus grand que le nombre de rangées parallèles de préformes dans la première partie 21. Ainsi, la vitesse de déplacement des préformes au niveau du dispositif de chauffage 10 sera au moins deux fois plus faible que la vitesse au niveau du dispositif d'étirage-soufflage. 



  Le chemin de guidage 20 comprendra dans sa seconde partie 22 selon les applications un nombre de rangées parallèles de préformes compris entre 2 et 12 et de préférence 6, tel qu'illustré à la fig. 2. 



  Si le dispositif d'étirage-soufflage 12 comprend au moins une rangée de n cavités de moulage 32 alignées parallèlement à la direction de déplacement, le chemin de guidage 20 comportera de préférence dans sa seconde partie 22 n rangées de préformes 20 parallèles. Ainsi, les n préformes arrivant à la fin de la seconde partie 22 du chemin de guidage 20, peuvent être introduits ensemble dans un cycle de transport dans le dispositif d'étirage-soufflage 12, qui pourrait être constitué par tous dispositifs de moulage par soufflage, avec ou sans tige d'étirage. 



  Dans le mode d'exécution de la fig. 2, n est égal à 6, mais ce nombre pourrait, dans des variantes, être égal  à un nombre compris entre 2 et 12. 



  Il est à noter que la direction de déplacement des préformes 2 dans la seconde partie 22 du chemin de guidage 20 est sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement des préformes 2 dans la première partie 21 de ce chemin de guidage au niveau du dispositif d'étirage-soufflage et du dispositif de chargement 5. En fait, la première partie 21 du chemin de guidage 20 possède avantageusement la forme générale d'un U dont les branches sont reliées en ligne droite par la seconde partie 22 du chemin de guidage 20. Cette dernière sert en quelque sorte de magasin de stockage avec une faible vitesse de déplacement des préformes autorisant un chauffage graduel et régulier de ces préformes. 



  Il est bien entendu que le mode de réalisation et les variantes décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils peuvent recevoir toutes modifications désirables à l'intérieur du cadre tel que défini par la revendication 1. En particulier, le déplacement des transporteurs 8 pourra être réalisé par tous autres moyens d'actionnement tels que courroies et chaînes d'entraînement, roues indexées coopérant avec les supports 7 ou avec les transporteurs 8. Le chemin de guidage 20 pourra, en particulier dans sa première partie 21, avoir une toute autre forme, par exemple en demi-cercle ou irrégulière. 



  La machine pourra être reliée directement ou indirectement à d'autres dispositifs assurant un traitement ultérieur des récipients. Elle pourra également être précédée d'une installation de fabrication des préformes. 

Claims (18)

1. Machine pour la fabrication de récipients en matière plastique comprenant un châssis (1) et, agencé le long d'un chemin de guidage (20), au moins un dispositif de chauffage (10) et un dispositif de moulage par soufflage (12), les récipients étant formés à partir de préformes (2) disposées sur des transporteurs (8) déplacées le long du chemin de guidage (20), caractérisée par le fait que le chemin de guidage (20) comprend au niveau du dispositif de chauffage (10) un nombre de rangées de préformes (2) parallèles par rapport à la direction de déplacement au moins deux fois plus grand que le nombre de rangées parallèles de préformes (2) au niveau du dispositif de moulage par soufflage (12).

2.

Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le chemin de guidage (20) comprend au niveau du dispositif de moulage par soufflage (12) une seule rangée de préformes (2) alignées dans la direction de déplacement, tandis qu'il comprend au niveau du dispositif de chauffage (10) un nombre de rangées parallèles de préformes compris entre 2 et 12, de préférence 6.

3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le dispositif de moulage par soufflage (12) comprend au moins une rangée de n cavités de moulage (32) alignées parallèlement à la direction de déplacement, le chemin de guidage (20) comportant au niveau du dispositif de chauffage (10) n rangées de préformes (2) parallèles par rapport à la direction de déplacement.

4. Machine selon la revendication 3, caractérisée par le fait que n est compris entre 2 et 12, de préférence 6.

5.

Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la direction de déplacement des préformes (2) sur le chemin de guidage (20) au niveau du dispositif de chauffage (10) est sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement des préformes (2) au niveau du dispositif de moulage par soufflage (12).

6. Machine selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le chemin de guidage (20) comprend une partie (21) ayant la forme générale d'un U et une seconde partie (22) reliant en ligne droite les branches du U.

7. Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le première partie (21) comprend le dispositif de moulage par soufflage (12), un dispositif de déchargement (14) des récipients fabriqués et une dispositif de chargement (5) des préformes, la seconde partie (22) comportant le dispositif de chauffage (10).

8.

Machine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que chaque transporteur (8) comprend une plaquette (16) monté coulissant sur le chemin de guidage (20) chaque plaque (16) portant deux supports (7) destinés chacun à recevoir une préforme (2).

9. Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les transporteurs (8) sont de forme générale rectangulaire et comportent, alignés selon leur plus grande longueur, deux paliers (52) dans lesquels les supports (7) sont montés et retenus de façon tournante.

10.

Machine selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les supports (7) sont constitués par des organes tubulaires (61) comportant à leur extrémité supérieure un élément annulaire de maintien (60) dans lequel les préformes (2) sont retenues par leur col, les organes tubulaires (61) traversant lesdits paliers (52) et étant munis à leur extrémité inférieure d'un pignon (55) destiné à coopérer avec un dispositif d'entraînement (57) agencé au niveau du dispositif de chauffage (10) pour entraîner en rotation lesdits support (7) et préformes (8), le chemin de guidage (20) comportant des rails sur lesquels les supports (8) reposent, lesdits paliers (52) comportant des rainures (53) destinées à coopérer avec les rails de façon à être retenus sur le chemin de guidage (20).

11.

Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les transporteurs (8) sont disposés sur le chemin de guidage (20), de façon que les deux supports (7) de chaque transporteur (8) soient alignés suivant la direction de déplacement au niveau du dispositif de moulage par soufflage (12) et de façon que les deux supports (7) de chaque transporteur (8) soient alignés suivant une direction perpendiculaire à la direction de déplacement au niveau du dispositif de chauffage (10).

12. Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend, au niveau du dispositif de chauffage (10) entre 1 et 6, de préférence 3 rangées de transporteurs (8), ces rangées étant alignées côte à côte suivant la direction de déplacement.

13.

Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif de chauffage (10) comprend au moins un corps de chauffe (42) de forme allongée agencé entre deux rangées parallèles de préformes (2) et susceptible d'émettre un rayonnement chauffant sur deux côtés opposés en direction des deux rangées de préformes.

14. Machine selon la revendication 13, caractérisée par le fait que chaque corps de chauffe (42) comprend une pluralité de tubes à lame de chauffe bidirectionnelle en carbone (44) superposées.

15.

Machine selon les revendications 12 et 13, caractérisée par le fait que le dispositif de chauffage (10) comporte un nombre de corps de chauffe (10) compris entre 1 et 6, de préférence 3, ces corps de chauffe (42) étant agencés parallèlement les uns aux autres, chaque corps de chauffe étant disposé sensiblement au milieu des deux pré formes (2) portées par chaque transporteur (8).

16. Machine selon la revendication 15, caractérisée par le fait que chaque corps de chauffe (42) et les deux rangées de préformes (2) voisines sont entourées par une hotte (46).

17.

Machine selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisée par le fait que le ou les corps de chauffe (42) sont montés de façon mobile par rapport au bâti (1) de la machine pour pouvoir être déplacés d'une position active dans laquelle ils sont disposés sensiblement en regard de préformes (2) vers une position inactive dans laquelle ils sont éloignés des préformes.

18. Machine selon les revendications 16 et 17, caractérisée par le fait que les corps de chauffe (42) entourés de leur hotte (46) sont montés sur un bâti mobile (43), ce dernier étant susceptible d'être déplacé verticalement grâce à l'action d'un dispositif de levage (41).