EP3911593A1 - Procédé de formation d'un fond de recipient en matiere plastique, comprenant une etape de controle de l'inversion d'un diaphragme situe au fond du recipient - Google Patents

Procédé de formation d'un fond de recipient en matiere plastique, comprenant une etape de controle de l'inversion d'un diaphragme situe au fond du recipient

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Publication number
EP3911593A1
EP3911593A1 EP20705415.6A EP20705415A EP3911593A1 EP 3911593 A1 EP3911593 A1 EP 3911593A1 EP 20705415 A EP20705415 A EP 20705415A EP 3911593 A1 EP3911593 A1 EP 3911593A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
diaphragm
inversion
curve
pusher
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20705415.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florian Godet
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Sidel Participations SAS
Original Assignee
Sidel Participations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sidel Participations SAS filed Critical Sidel Participations SAS
Publication of EP3911593A1 publication Critical patent/EP3911593A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D79/00—Kinds or details of packages, not otherwise provided for
    • B65D79/005—Packages having deformable parts for indicating or neutralizing internal pressure-variations by other means than venting
    • B65D79/008—Packages having deformable parts for indicating or neutralizing internal pressure-variations by other means than venting the deformable part being located in a rigid or semi-rigid container, e.g. in bottles or jars
    • B65D79/0081—Packages having deformable parts for indicating or neutralizing internal pressure-variations by other means than venting the deformable part being located in a rigid or semi-rigid container, e.g. in bottles or jars in the bottom part thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles
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    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/226—Additional process steps or apparatuses related to filling with hot liquids, e.g. after-treatment

Definitions

  • the object of the invention is the manufacture of containers, such as bottles, which are obtained by blowing or stretch-blow molding of
  • thermoplastic material for example P.E.T.
  • P.E.T. thermoplastic material
  • the term "hot” signifying that the temperature of the container is close to, or greater than, the glass transition temperature. of the material of the container.
  • the container can therefore become oval or deform in any other anarchic manner, which can cause handling or aesthetic problems.
  • the diaphragm is in the form of a bowl, the concavity of which is turned towards the interior of the container.
  • the diaphragm is contained in a ring terminating in a peripheral seat.
  • the diaphragm after filling and closing, the diaphragm is pushed inwards using a suitable device, in order to reverse it, so that at the end of this operation, it is in the form of a vault whose convexity is turned towards the interior of the container.
  • the device consists of:
  • a lower support plate also called a saddle, annular fixed relative to a frame of the device, which saddle is crossed by a central orifice and comprises a receiving plane surrounding said orifice to receive the seat of the container;
  • a pusher which can be actuated by drive means, is arranged under the bottom of the container and is movable, in a vertical direction through the orifice in the saddle, and has a outer shape which can substantially correspond to the shape of the diaphragm after inversion; • finally, an upper support part, which part is fixed to the end of an upper connecting block which can be moved vertically relative to the saddle between a high position allowing the installation of the container in the device. and a low position in which the container is held during inversion.
  • the seat of the container Before inversion, the seat of the container is placed on the annular plate and the pusher is in a retracted position, so that no part of the pusher is in contact with the diaphragm. At this point, it should be noted that when the container has a
  • the aforementioned central hole of the harness is dimensioned in such a way that it allows the entire protruding area of the diaphragm to pass through the orifice so that the seat, which then surrounds the diaphragm, is placed on the harness.
  • the connecting block is placed in the low position, so that the support part is positioned above the container, in fixed contact with an upper part of the latter (such as its neck).
  • the pusher When the pusher is actuated, it rises towards the diaphragm, then pushes it back through the hole in the plate to a final inversion position.
  • the diaphragm reverses under the effect of the opposing forces appearing between the pusher and the support piece, so that it takes on its arch shape.
  • peripherals of the container body deform like a bellows, and the container therefore elongates, which causes an increase in its internal volume and a decrease in pressure until the forces due to the internal pressure balance with the resistive forces of the container body.
  • a first alternative solution envisaged consists of an inversion device in which there is provided, on the one hand, a fixed member in the form of a pusher arranged under the bottom of the container, on the other hand, a support saddle, movable vertically with respect to a frame of the device, which fifth wheel is crossed by a central orifice allowing the passage of the pusher and comprises a receiving plane surrounding said orifice to receive the seat of the container and, finally, a movable member in the form of 'an upper support piece, movable, operable by drive means and fixed to the end of a connecting block
  • the support piece can be moved vertically relative to the saddle between a high position allowing the placement of the container in the device and a low position allowing inversion. It is therefore the opposing forces between the support part (mobile) and the pusher (fixed), which cause the inversion.
  • this device has the drawback that it requires the saddle to be lowered independently of the support piece, in order to release the seat from the container, while the force inversion is transmitted by the drive means of the support piece, which, when it descends, compresses the container between this member and the pusher, and causes the diaphragm to rise.
  • This solution does not provide for a control step to verify that the inversion is correct.
  • a second solution consists in providing a fixed member, in the form of a support part which remains fixed during the inversion (this support part can however possibly be raised to allow the prior placement of the container), a movable member in the form of a movable pusher, disposed below and operable by drive means and, finally, a support fifth wheel, movable vertically with respect to a frame of the device, which fifth wheel is traversed by a central orifice allowing the passage of the pusher and comprises a receiving plane surrounding said orifice for receiving the seat of the container.
  • the pusher is raised while the fifth wheel is lowered to allow, when the diaphragm is formed, the seat is released.
  • the descent of the harness as such has drawbacks: in fact, the level of the upper surface of the harness, therefore the receiving surface of the receptacles, is often a reference on the conveyor lines and it is therefore useful and preferable to keep this fixed level, so that it is equal to that of the receiving surfaces of the conveyors and other equipment constituting the production line.
  • a movable member in the form of a movable pusher which passes through a fixed saddle and a support part movable vertically over a short predetermined distance so that, when the pusher is reassembled, it pushes the container upwards, which itself drives the support part upwards, which moves the seat of the saddle apart, allowing the container to expand longitudinally.
  • the presence of a fixed saddle facilitates handling of the container before, during and after inversion.
  • a sequence for checking the correct inversion of the diaphragm by implementing an operation making it possible to determine the height of the arch after inversion of the diaphragm. diaphragm.
  • This operation is carried out, after inversion and return of the pusher to its initial position, by placing the container on the saddle (for this purpose, means press on the shoulder of the container or on the stopper itself) and by causing a new movement (an ascent) of the pusher until it comes into abutment against the arch and determining its position when it reaches the stop.
  • means which will not be fully explained again here because their knowledge is not necessary for the understanding of the present invention, are implemented so that the movement of the pusher stops when it arrives in stop.
  • the diaphragm is considered to be correctly inverted or not.
  • the container can be taken out of the lot (in case of incorrect inversion) or continue the process of
  • the object of the invention is to remedy this drawback by proposing a method for controlling the correct inversion of a diaphragm, which is applicable to the containers obtained by the implementation of methods according to which the stresses exerted on the container are released during of the diaphragm inversion phase, therefore the methods summarized above, including the method which is the subject of the French patent application
  • the inversion movement of the diaphragm accelerates suddenly and the latter comes take its final form by turning around quickly.
  • the forces exerted on the diaphragm due to the relative closeness between the push member and the pusher cause an impulse which initiates the inversion of the diaphragm which continues to form by reversing spontaneously without any constraint. is no longer applied. It is thus understood that the speed of reversal of the diaphragm comes to exceed the relative speed of approach between the fixed member and the mobile member. In a way, the diaphragm can be likened to a bistable membrane.
  • the phenomenon is comparable to what happens when a curved surface (such as a sheet metal surface) undergoes an impact on its convex side and sees its curvature being reversed under the effect of the impact (sinking phenomenon), without the organ which caused the shock necessarily accompanies the entire deformation movement.
  • the diaphragm may suddenly move away from the pusher for a brief moment and / or the upper part of the container which is in contact with the support part may suddenly depart from it.
  • the thrust exerted by the organs acting for the reversal becomes less.
  • the diaphragm moves faster as the organs come closer to each other, which causes a kind of jerk of the container with respect to the fixed member and / or the movable member and can generate vibrations in the device. 'inversion. Then, the movable member, whether it is the pusher or the support piece, which is programmed to perform a stroke of a given amplitude, then continues its stroke until it reaches this amplitude, so that , at the end, the pusher and the support piece are again come into contact with the container, that is to say that at the end of the inversion process the diaphragm returns to contact with the pusher and the upper part of the container is in contact with the support part.
  • the diaphragm does not move away from the pusher and / or that the upper part of the container does not move away from the bearing part can be explained as a consequence of stresses resulting from poor injection of the preform which was used for the manufacture of the container or else for poor thermal conditioning of the preform before the container was formed or else for poor adjustment of the blowing parameters of the container.
  • the diaphragm completes its inversion on its own, it is a sign that the constituent material of the diaphragm and, finally, of the arch is sufficiently relaxed to go to take its final position alone.
  • the invention consists in taking advantage of this phenomenon.
  • a method of forming, in an inversion device, a bottom of a filled and closed plastic container comprising a step of inverting a diaphragm located at the center of the bottom of the container and surrounded by a seat forming a laying plane, during which two opposed thrust members are set in relative movement with respect to each other in order to come into contact with and put pressure on two longitudinally opposed zones of the container, namely on the one hand a pusher, placed under a zone situated in the lower part of the container facing the diaphragm in order to raise it up towards the top of the container, on the other hand an upper support part which bears against a zone of the container situated in the upper part of the container, opposite the diaphragm, in order to counter the forces of the diaphragm ascent, while the seat is free of any constraint in order to allow a longitudinal expansion of the container under the effect of the internal pressure caused by the displacement of the diaphragm when 'it is driven up the container;
  • the invention is particularly advantageous, since it allows at the very moment of the inversion to determine whether the diaphragm will be
  • actuation and the curve representative of the force applied to the diaphragm to move it during the inversion, on which is sought said variation is a curve representative of the force applied to the actuation means and, consequently, to the diaphragm, for move it, and the desired variation on said curve is representative of a decrease in said applied force;
  • the means for actuating a thrust member being constituted by an electric motor
  • the curve representative of the force applied to said member to move it is a curve of the drive current of said motor and the determination of the decrease in power.
  • force applied by at least one of the thrust members with respect to the zone of the container with which it is in contact is effected, by finding on said curve of the current for driving said at least one displaced member, a variation consisting in a reduction in the current representative of the reduction in the forces necessary for driving said at least one thrust member.
  • the curve representative of the force applied to the diaphragm to move it during the inversion, on which the said variation is sought is an acoustic measurement curve representative of the noise surrounding the bottom of the container during the inversion of the diaphragm and it is carried out on this curve a search for a variation of the sound reflecting the appearance of a significant sound of a shock which occurs when a thrust member which has
  • the curve representative of the force applied to the diaphragm to move it during the inversion, on which the said variation is sought is a representative vibration measurement curve vibrations surrounding the bottom of the container during the inversion of the diaphragm and a variation is sought on this curve reflecting the appearance of accentuated vibrations which occur in the inversion device when the diaphragm is suddenly reversed due to the relaxation of the efforts of the thrust members;
  • the curve representative of the force applied to the diaphragm to move it during the inversion, on which said variation is sought is an optical measurement curve of the distance between each thrust member and the zone of the container against which it is initially in contact, and a variation is sought on this curve consisting of an increase in said distance reflecting the appearance of at least one gap between a thrust member and the zone of the container against which it is initially in contact for an instant of the diaphragm inversion phase;
  • the optical measurement is performed using means arranged at the periphery of the container;
  • the curve representative of the force applied to the diaphragm to move it during the inversion, on which said variation is sought is a curve for measuring the presence of a contact between each thrust member and the zone of the container against which it is initially in contact, and a variation is sought on this curve consisting in determining the loss of contact between at least one thrust member and the zone of the container against which it is initially in contact during an instant of phase d inversion of the diaphragm;
  • Another subject of the invention is a device for implementing the method, according to which:
  • the device comprises a first thrust member constituted by a movable pusher, in a vertical direction relatively, on the one hand, to a second thrust member constituted by an upper support part and, on the other hand, to a fifth wheel , which is provided with a central orifice and constitutes an annular receiving plane making it possible to receive the seat of a container before and after the phase of inversion of its diaphragm, and it is arranged so that the saddle is remote from the 'seat of the container during the inversion phase so that, during this phase, a space is created between the seat and the saddle to allow longitudinal expansion of the container under the combined effect of the increase in the internal pressure caused by the decrease in volume due to the inversion and the forces generated inside the container by the pusher and the support piece;
  • the device comprises a frame and the pusher is mobile in
  • the device comprises a frame and the pusher can be actuated by drive means through the fifth wheel, the fifth wheel is fixed relative to the frame, and the upper support piece is fixed to the end of a block upper link that can be moved vertically relative to the saddle between a high position allowing the positioning of the container in the device and a low position in which it is held for
  • the inversion, and the upper support piece is movably connected relative to the block by being linked to the latter by means of elastic connection means in compression;
  • the device comprises a frame, the pusher is a fixed element placed under the bottom of the container, the fifth wheel is mobile
  • the upper support part can be actuated by drive means
  • the pusher is movable through the fifth wheel relative to a frame of the device and the upper support piece is movable relative to said frame of the device.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a device on which the invention can be implemented and its various components, while a container is positioned on the harness, before initiation of the step
  • This view features a medallion with an enlarged detail of the top bearing piece
  • FIG.2 is a schematic view illustrating the device while the pusher is in the intermediate position and the diaphragm inversion is in progress;
  • FIG.3 is a schematic view illustrating the device after inversion, and after the pusher has returned to the low position
  • FIG.5 is a representative view of the current curve
  • This device 1 enables the diaphragms of containers 2, such as bottles, to be inverted.
  • containers 2, such as the one illustrated comprise a body 3, here cylindrical, extended above by a shoulder 4 itself surmounted by a neck 5.
  • the container 2 is provided with a bottom 6 comprising a diaphragm 7, here of circular section, but being able to have other shapes allowing its
  • the container 2 is in its configuration after manufacture by blow molding or stretch-blow molding, and the diaphragm 7 is in the general form of a bowl, the concavity of which is turned towards the inside of the container 2.
  • the container 2 is cylindrical of revolution and its body 3 is reinforced by horizontal grooves 10.
  • it could have a shape such as a shape that fits more or less into a square (container or bottle called “carronde”) or any other section.
  • the diaphragm would retain a rather circular section.
  • the outer contour of the ring 8 would be designed to extend the shape of the body and come to die on the seat 9.
  • the shoulder 4 of the container for its part, is bubble-shaped. It too could adopt any known shape (frustoconical, flute-shaped, etc.).
  • the device 1 is designed to invert diaphragms 7 of filled and stoppered containers. Also, the receptacle 2 is presented with closure means 11, such as a cap screwed onto the neck 5.
  • the device 1 is carried by a frame 12 (partially shown) and comprises a lower support fifth wheel 13, fixed relative to said frame 12 (the connection between the fifth wheel 13 and the frame 12 is not shown. but is within the reach of those skilled in the art), which saddle 13 is traversed by a central orifice 14 and delimits an upper receiving plane 15, surrounding said orifice 14 to receive the seat 9 of a container.
  • a pusher 16 constituting a movable thrust member, is provided, which is movable through the central orifice 14 of the saddle 13 according to a vertical direction by drive means (not shown) integral with the frame 12 and the pusher 16, but include for example an electric motor.
  • the drive means allow that the pusher 16 can be moved from a retracted position (that of Fl G .1) in which it is for example entirely below the upper plane of the fifth wheel 13, to a position final reversal (not visible in the figures, but which is above that of FIG. 2), in which it is above the upper plane of the harness 12.
  • the pusher 16 has a corresponding outer shape, of
  • the pusher 16 could be less elaborate: for example, it could be a rod adapted to push the center of the diaphragm.
  • the device 1 also comprises an upper bearing part 17 which constitutes a fixed thrust member.
  • this support piece 17 is intended to press on the plugged container 2 when the latter is in place on the saddle 13 and thus counter the force of the pusher 16 when the latter is moved towards the inversion position.
  • the support part 17 consists of a bell-shaped part, which covers the stopper means 11 (and therefore the neck 5 of the container) and comes to bear on a zone of the shoulder 4 slightly under the neck 5.
  • the support piece 17 could be constituted by a pressing piece.
  • the bell is more advantageous, in that it generates less stress on the container 2.
  • pressing on the closure means 11 generates pressures at the junction between the neck 5 and the shoulder 4, which is an area of small section and not at all stretched, therefore fragile, while the bell presses on a larger section, so that the support pressure is less (for an equivalent force applied).
  • the support piece 17 preferably rests on the entire circumference of the shoulder. It should however be noted that it could include a portion of its truncated wall, so as to allow release of the bottle during the loading / unloading phases on the saddle 13, and limit thus the movement of the block 18 when the device 1 is carried on a carousel or is movable relative to a loading zone and / or an unloading zone of the containers 2.
  • the support piece 17 is fixed to one end, located opposite the fifth wheel 13 and the pusher 16, of a connecting block 18 connected to the frame 12 by a translational connection allowing the block (18) to be moved. vertically relative to the saddle between a high position allowing the placement of the container in the device and a low position in which the block 18 is held during the inversion.
  • the block 18 is fixed to the end of a shaft 19 mounted to slide in the vertical direction in a sleeve 20 carried by the frame 12.
  • the block 18 can be near or far from the harness 13.
  • the shaft 19 and therefore the block 18 are connected to a mechanism which allows an up and down movement of the shaft 19 and of the block 18 and a firm holding in the lower position of the shaft 19 and of the block 18 during the reversal and control.
  • the various figures illustrate the block 18 in the low position in which it is firmly held during the inversion.
  • the mechanism which allows said up and down movement of the crew formed by the shaft 19 and the block 18 is for example a cam and roller mechanism.
  • a roller 21 is
  • the mechanism can comprise, above the roller 21 a first cam, called the high cam and below a second cam (also called the low cam or counter cam).
  • the two cams are used to guide the roller 21 for the ascent or descent of the crew formed by the shaft 19 and the block 18, the upper cam pressing on the roller and avoiding the
  • the support piece 17 is movably connected to the block 18 by
  • connection means in compression are arranged so that said member is itself movable in translation relative to the block 18 in a direction perpendicular to the plane of the harness and so that, in the absence of a receptacle between the harness 13 and the part 17 of support, the latter is in a first extreme position, low relative to the block 18, and so that, when a pressure greater than the minimum return force of the elastic connection means in
  • the elastic connection means in compression visible on the medallion of the F I G .1, are arranged as described below.
  • the block 18 is hollowed out, at its end opposite the shaft 19, with a housing 22 oriented along the axis XX of the installation 1, namely an axis which passes through the center of the central orifice 14 of the harness. 13, and which coincides with that of the shaft 19, of the pusher 16, of the support piece 17 and of the block 18 itself.
  • the housing therefore opens in the direction of the support part 17.
  • the bearing part 17 is fixed, at its upper part, for example by screwing, to a rod 23 which ends, at its end opposite to the bearing part 17, by an annular ring 24 forming a flat head surrounding this end.
  • the part of the rod 23 located between the crown 24 and the support part 17 is positioned in a sleeve 25 in which it can slide freely.
  • the length of this part of the rod 23 is therefore greater than the length of the sleeve 25, leaving room free to position a spring 26 working in compression around the rod 23 between the thrust member and the sleeve 25. If we consider l 'orientation of the figures, where the support piece 17 is arranged under the sleeve 25, the spring 26 is therefore positioned above the support piece 17 and under the sleeve 25. Thus, in the absence of thrust from the bottom up (considering the orientation of FIG.
  • the spring 26 tends to maintain this support part 17 in a position away from the sleeve 25 (by pushing it downwards, if we still consider the orientation of the figure) and the crown 24 is then in abutment above the sleeve 25. It is important to note that the dimensions of the rod 23, of the sleeve 25 and of the spring 26 are such as to allow upward movement of the support piece 17 when a thrust is exerted under it. this.
  • the sleeve 25 is fitted into the housing 22, so that the ring 24 and therefore the upper end of the rod 23 are placed inside the housing 22.
  • the sleeve 25 and the housing 22 are arranged so that , when the sleeve 25 is in place, there is a gap between the upper end of the rod 23 and the upper wall 27 of the housing 22, to allow the rod 23 to slide freely in the sleeve 25 when the support piece 17 is solicited from bottom to top.
  • the dimensions of the rod 23, of the sleeve 25 and of the spring 26 are such that in the absence of bias from the bottom up against the support part 17, the distance between the top of the support part 17 and the bottom of the sleeve 25 allows upward movement of the support piece 17 over a predetermined maximum distance d when a thrust is exerted from the bottom upwards against the support piece 17.
  • the distance between the upper end of the rod 23 and the upper wall 27 of the housing 22 is such that it is at least equal to the maximum distance d to allow the displacement of the supporting part 17 relatively in block 18.
  • means, such as a finger 28 are provided to prevent any rotation in the block 18 of the assembly constituted by the part 17 support and the rod 23.
  • the finger 28 is fixed for example by screwing in a thread 29 formed in the upper wall 27 of the housing 22 and the finger 28 passes through a hole formed in the crown 24, which prevents any rotation, but does not prohibit a
  • the value of the distance between the top of the support piece 17 and the bottom of the sleeve 25 or, alternatively, the value of the distance between the upper end of the rod 23 and the upper wall 27 of the housing 22 is such that the maximum distance d that the support part 17 can travel is less than 10 mm, for example between 3 mm and 8 mm.
  • a stroke over a distance d of 4 mm is suitable for receptacles 2 constituted by 1 l bottles.
  • Adjustment means are provided in the device so that, when a receptacle 2, the diaphragm 7 of which must be inverted, is in place on the saddle and that the block 18 reaches the low position, the support piece 17 reaches itself in contact with the container 2, without pressing on the latter, or even slightly away from it.
  • the device 1 must in fact be adapted taking into account the dimensions of the container 2 to be treated, in particular its height.
  • the adjustment can be carried out for example by modifying the position of the roller 21 on the shaft 19 and / or by modifying the position of the cam (not shown) which cooperates with the roller 21.
  • this device Before inversion, a container 2 filled and stoppered beforehand is placed on the saddle 13, while the support piece 17 is raised high enough not to interfere with the stopper 11.
  • the support piece 17 is raised by ascending the assembly formed by the shaft 19 and the block 18 to which it is mechanically linked by the rod 23 and the sheath 25.
  • the support piece 17 is then lowered to come into contact with the container 2, here in contact with the shoulder 4, without pressing it at this stage for the low tolerance of the height of the container 2.
  • the ascent of the pusher 16 is initiated, by applying the inversion force thereto. Because the container 2 is filled and closed, it has a certain mechanical rigidity. This added to the fact that the structure of the installation is such that the inversion force is greater than that exerted by the spring 26 on the support part 17, the rise of the pusher 16 causes a rise of the container 2, of which the 'seat 9 moves away from the saddle 13 by going up above the upper plane 15 of the latter, and the container 2 itself pushes the support part 17 upwards, until the distance d maximum has been traveled. As a result, the seat 9 moves away from the upper plane 15. During this raising of the support piece 17, the inversion of the diaphragm 7 can begin and
  • the elongation of the container 2 also, so that when the support piece 17 reaches its upper position, the seat 9 can be moved away from the upper plane of the saddle by a distance less than the distance d.
  • FIG.2 when the support piece 17 has traveled the maximum distance d, the seat 9 is located away from the upper plane 15 of the fifth wheel 13, at a distance from this plane.
  • the value of this distance can be
  • the support piece 17 corresponds to that of the maximum distance d or be less insofar as, during the initial ascent, the inversion, which is mentioned below, as well as the extension of the container 2 could have started so that when the support piece 17 reaches its high position, the seat 9 can be moved away from the upper plane 15 of the harness by a distance less than the distance d. In this way, the support piece 17 is in contact against block 18 and the residual value dres of the distance is zero.
  • the pusher 16 continues to rise to reverse the diaphragm 7 (or finish the reversal if it started earlier when the pusher 16 is raised).
  • the following phenomenon then occurs.
  • the deformation of the diaphragm 7 towards the interior of the container 2 causes an increase in the internal pressure in the container 2, which is first of all compensated for by a compression and therefore a reduction in the volume of air which remains in the neck (l headspace) of the container, the liquid contained in the container 2 retaining its volume, due to its incompressibility.
  • the forces generated by the pusher 16 and the supporting part 17 inside the container 2 become such that the container 2 is subjected to internal stresses which tend to push back its walls.
  • the distance caused during the ascent of the pusher 16 between the seat 9 and the upper plane 15 of the saddle 13 makes it possible to release a zone of constraints, and the forces generated which tend to push back the walls cause a longitudinal expansion of the container. 2, so that, at the end of the inversion, the seat 9 has moved closer to the upper plane 15 of the saddle 13 while the support piece 17 is still in the upper position.
  • the pusher 16 then continues its course until the diaphragm 7 reaches its final position, visible on the flG.3.
  • the diaphragm 7 It is generally when the diaphragm 7 reaches the position of FIG. 2 that, normally, it spontaneously accelerates its inversion movement and reaches its final inversion position while the pusher 16 continues its travel without however exerting any pressure against the diaphragm 7, until the container 2 is again caught between the pusher 16 and the support piece 17. If this phenomenon occurs, it is considered that the container 2 is correctly formed; in the opposite case, that is to say when the diaphragm is formed only by the thrust, without spontaneous acceleration, then, in this case, although the diaphragm 7 may appear to be correctly formed, the fact remains that there is a strong risk that the container will not withstand the stresses of use.
  • the pusher 16 is driven by means, not shown, such as an electric motor. It is easily understood that, when the diaphragm 7 comes to turn around quickly, the thrust exerted becomes less and it happens that the diaphragm 7 moves away from the pusher 16 or that the shoulder 4 moves away from the support piece 17. Then, the pusher 16 continuing its travel, it returns to contact with the diaphragm and the thrust returns to normal until the end of travel and the descent of the pusher.
  • the curve of the driving current of said motor constitutes a curve representative of the force applied to the diaphragm 7 to move it and the determination of the decrease in force.
  • applied by the pusher against the zone of the container with which it is in contact is carried out by searching on said pusher drive current curve for a variation consisting in a decrease in the current, which is representative of the reduction in the forces necessary for its drive .
  • monitoring of the driving current of the pusher 16 can be used during the reversal phase in order to determine whether the diaphragm 7 comes to overturn quickly. This is illustrated in FIG. 4 and FIG. 5.
  • FIG. 4 is shown a curve Cdep of displacement of the drive member of the pusher 16 opposite the curve Ceff of the drive current of the pusher 16, in the case where the inversion of the diaphragm 7 does not include spontaneous acceleration phase.
  • the current rises in a relatively regular curve until the end of the pushing movement, then descends again when the pusher 16 is
  • FIG. 5 is shown a displacement curve Cdep of the drive member of the pusher opposite the curve Ceff of the drive current of the pusher 16, in the case where the inversion of the diaphragm 7 includes a phase d 'spontaneous removal when the pusher 16 has not reached its extreme ascent position.
  • the current rises following a relatively regular curve, then, while the pusher 16 has not reached its extreme position, the spontaneous acceleration of the inversion of the diaphragm 7 occurs, with, concomitantly, a variation Var in the form of 'A decrease in the driving current of the pusher 16.
  • This decrease occurs since the diaphragm 7 has moved away from the pusher 16 and / or the shoulder 4 has moved away from the support piece 17.
  • the pusher 16 and the supporting part 17 return to nominal contact, and the driving current of the pusher 16 returns to normal: it resumes go up until the arrival of the pusher in the high position, then descend again when the pusher 16 is lowered.
  • the means of actuating a thrust member could be other than an electric motor, in which case an appropriate sensor would be used in order to obtain a curve
  • the pusher 16 and the support piece 17 could each be movable. In this case, checking the drive current of only one of these two components would be sufficient since, in the event of acceleration of
  • the reduction in thrust forces would be felt on both.
  • the check would be made on the curve of the driving current of the pusher, since it is this which is in contact with the diaphragm.
  • the measurement can be performed on a curve representative of the distance between the thrust members and the respective zones of the container with which these members are in contact. This type of measurement requires that each organ be checked.
  • it is a curve giving the signal of sensors arranged on the thrust members, which give a first type of signal when the members are in contact with their respective zone and a second type of signal when 'they are no longer.
  • this is a curve representative of an optical measurement: a sensor, such as a camera, is positioned at an appropriate location near each thrust member, in order to determine

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Abstract

Procédé de formation, dans un dispositif (1) d'inversion, d'un fond (6) de récipient (2) en matière plastique rempli et fermé, comprenant une étape d'inversion d'un diaphragme (7) situé au centre du fond (6) du récipient (2) et entouré par une assise (9) périphérique formant un plan de pose, pendant laquelle deux organes de poussée opposés sont mis en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre afin de venir au contact de et faire pression sur deux zones longitudinalement opposées du récipient, à savoir d'une part un pousseur (16), disposé sous une zone située en partie basse du récipient en regard du diaphragme (7) afin de le remonter vers le haut du récipient, d'autre part une pièce (17) d'appui supérieure venant faire appui sur une zone du récipient située en partie haute du récipient, à l'opposé du diaphragme (7), afin de contrer les efforts de remontée du diaphragme, pendant que l'assise est libre de toute contrainte afin d'autoriser une expansion longitudinale du récipient sous l'effet de la pression interne provoquée par le déplacement du diaphragme lorsqu'il est entraîné vers le haut du récipient. Selon le procédé, lors d'une phase de poussée du diaphragme pendant son inversion, il est recherché, sur une courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l'inversion, une variation (Var) de cette courbe indiquant si les forces exercées par les organes de poussée sur les zones avec lesquelles ils sont en contact deviennent moindres, ce qui traduit une accélération spontanée de la vitesse d'inversion du diaphragme (7) et un éloignement sensible d'au moins une zone du récipient avec l'organe de poussée respectif.

Description

DESCRIPTION
Titre : Procédé de formation d’un fond de récipient en matière plastique, comprenant une étape de contrôle de l’inversion d’un diaphragme situé au fond du récipient
DOMAINE DE L'INVENTION
L’invention a pour objet la fabrication de récipients, tels que des bouteilles, qui sont obtenus par soufflage ou étirage-soufflage de
préformes en matériau thermoplastique (par exemple du P.E.T.). Elle s'applique plus particulièrement mais non exclusivement au traitement de récipients remplis et fermés à chaud avec un contenant, notamment du liquide, le terme "chaud" signifiant que la température du contenant est proche de, ou supérieure à, la température de transition vitreuse du matériau constitutif du récipient. Typiquement, le remplissage à chaud de récipients en P.E.T., dont la température de transition vitreuse est de l'ordre de 80°C, s'effectue avec un liquide dont la température est comprise entre 85°C et 100°C.
ART ANTERIEUR
A titre de remarque préalable, il est indiqué que dans la suite de la présente description et dans les revendications, par souci de simplification et sauf indication contraire, les termes "haut", "bas", "vertical",
"horizontal", "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur" et tous termes comparables seront à interpréter en considérant que le récipient est debout, c'est-à-dire avec son assise posée sur un plan de pose horizontal. La direction verticale et l'axe "longitudinal" du récipient sont
respectivement une direction et un axe verticaux (donc perpendiculaires au plan de pose), cet axe passant par le centre du fond du récipient.
Il est connu de réaliser un récipient remplissable à chaud dans un moule chauffé à une température excédant celle du contenant qui sera placé dans le récipient, et de maintenir, après formage par soufflage ou étirage-soufflage, le récipient dans le moule pendant une durée
significative (de l'ordre de quelques dixièmes de seconde), de sorte que le contact entre le récipient et le moule chaud permet une relaxation des contraintes qui surviennent dans le matériau lors du formage. Une telle fabrication dans un moule chaud a pour effet d'éviter que la relaxation des contraintes qui fait suite au moulage ne survienne lors du remplissage à chaud : en effet, si le récipient était fabriqué dans un moule froid, il se ramollirait lors du remplissage et se déformerait de façon incontrôlée.
Toutefois, une telle fabrication ne suffit pas à garantir qu'un récipient, une fois achevé et rempli, va conserver sa forme. En effet, après
remplissage et fermeture (bouchage) alors que le contenu est encore chaud, il se crée, lors du refroidissement, une contraction de l'air emprisonné (puisqu'il se refroidit) et, dans une moindre mesure, une contraction du liquide, et donc une dépression qui provoque une
déformation du récipient par collapsage de sa paroi. Le récipient peut donc s'ovaliser ou se déformer de toute autre manière anarchique, ce qui peut causer des problèmes de manutention ou d'esthétique.
Afin de remédier à ces inconvénients, on a alors conçu des récipients dont la ou les parois latérales sont pourvues de panneaux de
compensation (appelés "pressure panels" en anglais) qui ont pour but d'absorber les dépressions et d'éviter une déformation anarchique des récipients, lors de leur refroidissement. Le brevet américain US5341946 décrit un récipient de ce type.
Toutefois, la présence des panneaux de compensation limite la possibilité, pour les créateurs de récipients, d'obtenir des formes
distinctes les unes par rapport aux autres, ce qui ne facilite pas
nécessairement le marketing. En outre, de tels récipients sont relativement lourds et ils sont donc coûteux en raison de la quantité de matière première qu'ils nécessitent.
Afin de remédier aux inconvénients des récipients à panneaux de compensation, tant en termes de marketing que de coûts, il a été imaginé relativement récemment des récipients dont le fond est pourvu d'un diaphragme central, inversable, entouré par une zone constituant l'assise, circulaire, du récipient, et dont le corps est renforcé par des cannelures périphériques. La demande de brevet européen, publiée sous le numéro EP3109177A1 au nom de la demanderesse, présente un récipient de ce type, qui est allégé par rapport aux récipients antérieurs à panneaux de compensation.
Conformément à ce qui est décrit dans cette demande EP3109177A1, à l'issue de la fabrication, le diaphragme se présente sous la forme d'une cuvette dont la concavité est tournée vers l'intérieur du récipient. Le diaphragme est contenu dans un anneau se terminant par une assise périphérique. Un intérêt de l'invention décrite dans cette demande est que l’anneau présente une hauteur telle qu’il contient entièrement le
diaphragme de sorte que le récipient peut tenir debout dans cette configuration, sans que le diaphragme ne soit posé sur un plan d'appui, ce qui en facilite le transport et la manipulation (notamment pour le
remplissage et l'inversion qui va suivre).
On connaît aussi des récipients dans lesquels, avant inversion, le diaphragme (ou au moins une partie de celui-ci) déborde sous le plan de l’assise. De tes procédés nécessitent des moyens additionnels de transport du récipient avant l'inversion.
Quel que soit le type de diaphragme, après remplissage et fermeture, le diaphragme est repoussé vers l'intérieur à l'aide d'un dispositif approprié, afin de l'inverser, de sorte qu'à l'issue de cette opération, il se présente sous la forme d'une voûte dont la convexité est tournée vers l'intérieur du récipient.
Le dispositif est constitué :
• d'une part, d'une plaque inférieure de support, encore dénommée sellette, annulaire fixe par rapport à un châssis du dispositif, laquelle sellette est traversée par un orifice central et comporte un plan de réception entourant ledit orifice pour recevoir l'assise du récipient ;
• d'autre part, d'un pousseur, qui est actionnable par des moyens d'entraînement, est disposé sous le fond du récipient et est mobile, selon une direction verticale au travers de l'orifice ménagé dans la sellette, et présente une forme extérieure qui peut correspondre sensiblement à la forme du diaphragme après inversion ; • enfin, d'une pièce d'appui supérieure, laquelle pièce est fixée à l'extrémité d'un bloc de liaison supérieur pouvant être déplacé verticalement par rapport à la sellette entre une position haute permettant la mise en place du récipient dans le dispositif et une position basse dans laquelle le récipient est maintenu pendant l'inversion.
Avant inversion, l'assise du récipient est posée sur la plaque annulaire et le pousseur est dans une position escamotée, de sorte qu'aucune partie du pousseur n'est en contact avec le diaphragme. A ce stade, il convient de noter que, lorsque le récipient possède un
diaphragme débordant avant inversion en totalité ou en partie sous le plan de l'assise, l'orifice central susmentionné de la sellette est dimensionné de façon telle qu'il permet que toute la zone débordante du diaphragme passe au travers de l'orifice afin que l'assise, qui entoure alors le diaphragme, soit posée sur la sellette.
Puis, le bloc de liaison est mis en position basse, de sorte que la pièce d'appui est positionnée au-dessus du récipient, en contact fixe avec une partie haute de celui-ci (telle que son col). Lorsque le pousseur est actionné, il remonte vers le diaphragme, puis le repousse au travers de l'orifice de la plaque jusqu'à une position finale d'inversion. La pièce d'appui retenant le récipient par le haut, le diaphragme s'inverse sous l’effet des forces antagonistes apparaissant entre le pousseur et la pièce d’appui, de sorte qu’il vient prendre sa forme de voûte.
L'inversion, puisqu'elle a lieu après fermeture, entraîne une réduction du volume interne du récipient, ce qui provoque une surpression
immédiate à l'intérieur du récipient avec, pour conséquence, une
rigidification des parois. Lorsque le liquide se refroidit, le volume d'air restant dans le récipient se contracte et le liquide se rétracte, de sorte que la rigidité du récipient décroit, mais pas suffisamment pour que l'utilisateur ait l'impression d'être en présence d'un récipient "mou" au moment de l'achat et ce jusqu'à une première ouverture.
L'emploi d'un tel récipient à diaphragme n'est pas limité au
remplissage avec des liquides chauds. En effet, dans la mesure où ces récipients sont plus légers que ceux à panneaux, ils sont naturellement plus souples que ces derniers. Toutefois, puisque l'inversion après fermeture entraîne une réduction du volume interne du récipient et une surpression à l'intérieur du récipient avec une rigidification des parois, il est tout à fait envisageable d'utiliser ce type de récipient avec des liquides introduits à température ambiante. Au moment de l'achat, l'utilisateur ne sera pas déconcerté par le contact avec le récipient, car ce dernier lui semblera rigide.
Récemment, il a été mis en évidence le fait que, lors de l'inversion, le récipient était soumis à des forces antagonistes qui apparaissaient, selon son axe vertical, entre l'ensemble constitué par la sellette et le pousseur, d'une part, et la pièce d'appui, d'autre part. Cependant, dès lors que le pousseur était retourné à sa position rétractée, il pouvait arriver que la pression dans le récipient soit trop importante et que le diaphragme s'affaisse, en d'autres termes cherche à revenir à sa position initiale, puisqu'aucune autre portion du récipient ne permettait de compenser la surpression. L'inversion n'était donc pas nécessairement irréversible.
Afin de remédier aux inconvénients de cette solution, il a été envisagé de libérer les contraintes exercées sur le récipient en reliant la pièce d'appui à des moyens pilotés pour l'écarter de la sellette (tels qu'un mécanisme à came et galet d'entraînement de la pièce d'appui lorsque le dispositif est porté par un châssis formé par un carrousel rotatif), en faisant remonter légèrement la pièce d'appui de façon à l'écarter du dessus du récipient, avant de redescendre le pousseur. Une telle action d'écartement permet que la pression interne augmentant lorsque le pousseur remonte le diaphragme tende à faire s'allonger le récipient : en fait, sous l'effet de la pression interne, certaines des cannelures
périphériques du corps du récipient se déforment à la manière d'un soufflet, et le récipient s'allonge donc, ce qui provoque une augmentation de son volume interne et une baisse de la pression jusqu'à ce que les forces dues à la pression interne s'équilibrent avec les forces résistantes du corps du récipient.
Toutefois, un tel dispositif ne donne pas pleine satisfaction, pour diverses raisons, notamment le fait que lorsque la pièce d'appui est écartée, le récipient se retrouve simplement posé sur la sellette et sur le pousseur tant que celui-ci n'a pas débuté son mouvement de redescente vers sa position rétractée ; il est uniquement posé sur la sellette après que le pousseur a débuté son mouvement de redescente vers sa position rétractée. Le récipient n'est donc plus maintenu de façon stable ce qui empêche de procéder à toute autre opération de traitement notamment lorsque le récipient est fabriqué ou traité sur un carrousel d’une machine rotative puisque, dans ce cas, la force centrifuge risque d’éjecter le récipient lorsqu’il est seulement posé sur la sellette.
C'est pourquoi, plus récemment, il a été proposé des solutions alternatives, dans lesquelles certaines contraintes d'appui sont libérées en permettant que, pendant que le pousseur inverse le diaphragme, l'assise soit éloignée du plan supérieur de la sellette, de façon à ce qu’un espace soit créé entre l'assise et la sellette pour permettre une expansion longitudinale du récipient sous l'effet combiné de l'augmentation de la pression interne provoquée par la diminution du volume due à l'inversion et des forces engendrées à l'intérieur du récipient par le pousseur et la pièce d'appui. Le récipient est donc toujours guidé en deux points et, ainsi, peut rester stable dans la station d’inversion : par exemple, il est guidé entre la sellette et la pièce d’appui avant et après inversion, puis entre le pousseur et la pièce d’appui pendant l’inversion.
Une première solution alternative envisagée consiste en un dispositif d'inversion dans lequel il est prévu, d’une part, un organe fixe sous la forme d’un pousseur disposé sous le fond du récipient, d’autre part, une sellette de support, mobile verticalement par rapport à un châssis du dispositif, laquelle sellette est traversée par un orifice central permettant le passage du pousseur et comporte un plan de réception entourant ledit orifice pour recevoir l'assise du récipient et, enfin, un organe mobile sous la forme d’une pièce d'appui supérieure, mobile, actionnable par des moyens d'entraînement et fixée à l'extrémité d'un bloc de liaison
supérieur. La pièce d’appui peut être déplacée verticalement par rapport à la sellette entre une position haute permettant la mise en place du récipient dans le dispositif et une position basse permettant l'inversion. Ce sont donc les efforts antagonistes entre la pièce d’appui (mobile) et le pousseur (fixe), qui provoquent l’inversion. Ce dispositif présente toutefois l’inconvénient qu’il nécessite de descendre la sellette indépendamment de la pièce d’appui, afin de libérer l’assise du récipient, pendant que la force d’inversion est transmise par les moyens d’entraînement de la pièce d’appui, qui, lorsqu’il descend, vient comprimer le récipient entre cet organe et le pousseur, et provoquer la remontée du diaphragme. Cette solution ne prévoit pas une étape de contrôle pour vérifier que l’inversion est correcte.
Une seconde solution consiste à prévoir un organe fixe, sous la forme d’une pièce d’appui qui demeure fixe pendant l’inversion (cette pièce d’appui pouvant toutefois éventuellement être remontée pour permettre la mise en place préalable du récipient), un organe mobile sous la forme d’un pousseur mobile, disposé au-dessous et actionnable par des moyens d'entraînement et, enfin, une sellette de support, mobile verticalement par rapport à un châssis du dispositif, laquelle sellette est traversée par un orifice central permettant le passage du pousseur et comporte un plan de réception entourant ledit orifice pour recevoir l'assise du récipient. Lors de l’inversion, le pousseur est remonté alors que la sellette est abaissée pour permettre que, lorsque le diaphragme se forme, l’assise soit libérée. La descente de la sellette en tant que telle présente des inconvénients : en effet, le niveau de la surface supérieure de la sellette, donc la surface de réception des récipients, est souvent une référence sur les lignes de convoyage et il est donc utile et préférable de conserver ce niveau fixe, pour qu’il soit égal à celui des surfaces de réception des convoyeurs et autres équipements constitutifs de la ligne de fabrication.
Une troisième solution alternative, permettant de libérer les
contraintes, fait l'objet de la demande de brevet français 1762739, au nom de la Demanderesse, non encore publiée à ce jour. Dans cette demande, il est prévu un organe mobile, sous la forme d’un pousseur mobile qui passe au travers d’une sellette fixe et une pièce d'appui mobile verticalement sur une courte distance prédéterminée de façon à ce que, lorsque le pousseur est remonté, il pousse le récipient vers le haut, qui lui-même entraîne la pièce d’appui vers le haut, ce qui écarte l’assise de la sellette, permettant l’expansion longitudinale du récipient. La présence d’une sellette fixe facilite les manipulations du récipient avant, pendant et après l’inversion.
Dans cette demande, il est encore prévu une séquence de contrôle de l'inversion correcte du diaphragme, en mettant en oeuvre une opération permettant de déterminer la hauteur de la voûte après inversion du diaphragme. Cette opération est conduite, après inversion et retour du pousseur à sa position initiale, en plaquant le récipient sur la sellette (à cet effet, des moyens viennent appuyer sur l'épaule du récipient ou sur le bouchon lui-même) et en provoquant un nouveau déplacement (une remontée) du pousseur jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la voûte et en déterminant sa position au moment où il parvient en butée. Pour ce faire, des moyens, qui ne seront pas intégralement exposés à nouveau ici car leur connaissance n'est pas nécessaire pour la compréhension de la présente invention, sont mis en oeuvre afin que le mouvement du pousseur s'arrête lorsqu'il parvient en butée. Selon que la valeur de la course de déplacement du pousseur jusqu'à son arrivée en butée contre la voûte est acceptable ou pas, le diaphragme est considéré comme correctement inversé ou non. Selon le résultat du contrôle, le récipient peut être sorti du lot (en cas d'inversion incorrecte) ou continuer le processus de
conditionnement.
Si la séquence de contrôle fonctionne dans la plupart des cas, il arrive que, dans certains cas particuliers, elle ne soit pas applicable. En effet, pendant la phase de contrôle, il est nécessaire d'appliquer au pousseur une force qui est comprise entre 100 N et 200 N. Lorsque le pousseur arrive au contact de la voûte, cette force est intégralement transmise longitudinalement au récipient. Or, du fait que celui-ci est plaqué contre la sellette, la force transmise revient à appliquer une charge verticale de 10 kg à 20 kg sur le récipient. Or, il s'avère que certains récipients sont peu ou pas résistants lorsqu'une telle charge verticale leur est appliquée et risquent de se déformer en s'écrasant. C'est par exemple le cas de petits contenants ; ceci peut l'être encore pour des récipients très allégés.
L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de contrôle de la bonne inversion d'un diaphragme, qui soit applicable aux récipients obtenus par la mise en oeuvre des procédés selon lesquels les contraintes exercées sur le récipient sont libérées lors de la phase d'inversion du diaphragme, donc les procédés résumés ci- avant, incluant le procédé objet de la demande de brevet français
1762739 susmentionnée. Des essais ont mis en évidence le fait que, dans la majorité des cas, lors de la phase d'inversion, à partir d'une certaine amplitude de
déplacement du diaphragme sous l’effet des forces antagonistes exercées entre l’organe fixe et l’organe mobile lorsque ces organes se rapprochent l’un de l’autre, le mouvement d’inversion du diaphragme s’accélère brutalement et celui-ci vient prendre sa forme finale en se retournant rapidement. Autrement dit, les forces exercées sur le diaphragme du fait du rapprochement relatif entre l’organe de poussée et le pousseur provoquent une impulsion qui amorce l'inversion du diaphragme qui continue à se former en s'inversant spontanément sans qu'aucune contrainte ne lui soit plus appliquée. On conçoit ainsi que la vitesse de retournement du diaphragme vient à dépasser la vitesse relative de rapprochement entre l’organe fixe et l’organe mobile, En quelque sorte, le diaphragme peut être assimilé à une membrane bistable. Le phénomène est comparable à ce qui se passe lorsqu'une surface courbe (telle une surface en tôle) subit un choc de son côté convexe et voit sa courbure s'inverser sous l'effet du choc (phénomène d'enfoncement), sans que l'organe ayant provoqué le choc accompagne nécessairement la totalité du mouvement de déformation.
Il a été constaté que, au moment de l’accélération du mouvement d’inversion, le diaphragme peut s’écarter subitement du pousseur pendant un bref instant et/ou la partie haute du récipient qui est au contact de la pièce d’appui peut s’en écarter subitement. En tous les cas, pendant la durée où le diaphragme se déplace rapidement, la poussée exercée par les organes agissant pour l’inversion (le pousseur ou la pièce d’appui) devient moindre. Ceci est la conséquence du fait que l’organe mobile est paramétré pour se déplacer à une vitesse constante par rapport à l’organe fixe, de sorte que, au moment de l’accélération de l’inversion, le
diaphragme bouge plus vite que les organes se rapprochent l’un de l’autre, ce qui provoque une sorte de soubresaut du récipient par rapport à l’organe fixe et/ou à l’organe mobile et peut engendrer des vibrations dans le dispositif d’inversion. Puis, l’organe mobile, qu’il s’agisse du pousseur ou de la pièce d’appui, qui est programmé pour effectuer une course d'une amplitude donnée, continue ensuite sa course jusqu'à atteindre cette amplitude, de sorte que, à la fin, le pousseur et la pièce d’appui se retrouvent à nouveau au contact du récipient, c’est-à-dire qu’à la fin du processus d’inversion le diaphragme revient au contact du pousseur et la partie haute du récipient est au contact de la pièce d’appui.
Des essais complémentaires ont mis en évidence que la totalité des voûtes obtenues sans que le mouvement d’inversion du diaphragme s’accélère brutalement sont mal formées. De telles voûtes ont tendance à s'affaisser lorsque l’organe mobile est remis dans sa position d'origine.
Par contre il s'est avéré que la totalité des voûtes obtenues après que le diaphragme se soit retourné rapidement (c’est-à-dire après avoir subi l’impulsion provoquée par le rapprochement relatif du pousseur et de la pièce d’appui et avoir achevé seul son inversion) sont correctement formées et gardent leur forme après retrait de l’organe mobile.
On peut expliquer le fait que le diaphragme ne s'écarte pas du pousseur et/ou que la partie haute du récipient ne s’écarte pas de la pièce d’appui comme une conséquence de contraintes résultant d’une mauvaise injection de la préforme qui a servi pour la fabrication du récipient ou encore d'un mauvais conditionnement thermique de la préforme avant la formation du récipient ou encore d'un mauvais réglage des paramètres de soufflage du récipient. Par contre, lorsque le diaphragme achève seul son inversion, c'est le signe que la matière constitutive du diaphragme et, finalement, de la voûte est suffisamment relaxée pour aller prendre seule sa position finale.
L'invention consiste à tirer profit de ce phénomène.
Selon l'invention, un procédé de formation, dans un dispositif d’inversion, d’un fond de récipient en matière plastique rempli et fermé, ledit procédé comprenant une étape d'inversion d’un diaphragme situé au centre du fond du récipient et entouré par une assise formant un plan de pose, pendant laquelle deux organes de poussée opposés sont mis en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre afin de venir au contact de et faire pression sur deux zones longitudinalement opposées du récipient, à savoir d’une part un pousseur, disposé sous une zone située en partie basse du récipient en regard du diaphragme afin de le remonter vers le haut du récipient, d’autre part une pièce d’appui supérieure venant faire appui sur une zone du récipient située en partie haute du récipient, à l’opposé du diaphragme, afin de contrer les efforts de remontée du diaphragme, pendant que l'assise est libre de toute contrainte afin d'autoriser une expansion longitudinale du récipient sous l'effet de la pression interne provoquée par le déplacement du diaphragme lorsqu'il est entraîné vers le haut du récipient ;
est caractérisé en ce que lors d’une phase de poussée du diaphragme pendant son inversion, il est recherché, sur une courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de de l’inversion, , une variation de cette courbe indiquant si les forces exercées par les organes de poussée sur les zones avec lesquelles ils sont en contact deviennent moindres, ce qui traduit une accélération spontanée de la vitesse d’inversion du diaphragme et un éloignement sensible d’au moins une zone du récipient avec l’organe de poussée respectif.
L'invention est particulièrement avantageuse, puisqu'elle permet au moment même de l'inversion de déterminer si le diaphragme sera
correctement inversé ou pas, dans la mesure où le fait même que les forces diminuent alors qu’une zone s’éloigne de son pousseur respectif suffit à déclarer que l'inversion sera correcte.
Selon d'autres caractéristiques, prises seules ou en combinaison :
- le mouvement relatif des deux organes est obtenu en déplaçant au moins l’un des deux organes de poussée à l’aide de moyens
d'actionnement et la courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation est une courbe représentative de la force appliquée aux moyens d’actionnement et, en conséquence, au diaphragme, pour le déplacer, et la variation recherchée sur ladite courbe est représentative d'une diminution de ladite force appliquée ;
- les moyens d'actionnement d’un organe de poussée étant constitués par un moteur électrique, la courbe représentative de la force appliquée au dit organe pour le déplacer est une courbe du courant d’entraînement dudit moteur et la détermination de la diminution de la force appliquée par au moins l’un des organes de poussée par rapport à la zone du récipient avec laquelle il est en contact est effectuée, en recherchant sur ladite courbe du courant d’entraînement dudit au moins un organe déplacé, une variation consistant en une diminution du courant représentative de la réduction des forces nécessaires à l’entraînement dudit au moins un organe de poussée.
En effet, lorsqu’un organe de poussée ou les deux exercent une force moindre sur la zone du récipient avec laquelle chacun était initialement en contact, la force nécessaire à l’obtention du mouvement relatif entre les deux organes se réduit brusquement puisque plus aucune poussée n’est appliquée au diaphragme pendant un instant. Ainsi, selon que le mouvement relatif entre les deux organes est provoqué par le
déplacement d’un seul ou des deux organes, le courant d’entraînement de chaque organe déplacé se réduit au moment de la survenance de l’accélération de l’inversion, et une simple mesure du courant
d’entraînement de l’organe déplacé (lorsqu’un seul organe est déplacé) ou d’au moins un seul des deux (lorsque les deux sont déplacés) permet de déterminer cette survenance : un seul est en effet suffisant car en cas de survenance d’une accélération de l’inversion, le courant d’entraînement des deux organes diminue lorsque les deux sont activés ; de préférence, lorsque les deux organes sont déplacés, la recherche est effectuée sur le courant d’entraînement du pousseur.
Selon d’autres caractéristiques :
- la courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation, est une courbe de mesure acoustique représentative du bruit environnant le fond du récipient lors de l'inversion du diaphragme et il est effectué sur cette courbe une recherche d’une variation du son traduisant l'apparition d'un son significatif d'un choc qui survient lorsqu’un organe de poussée qui s’est
préalablement subitement sensiblement éloigné de la zone du récipient avec laquelle il était en contact revient au contact de ladite zone ;
- la courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation, est une courbe de mesure des vibrations représentative des vibrations environnant le fond du récipient lors de l'inversion du diaphragme et il est recherché sur cette courbe une variation traduisant l'apparition de vibrations accentuées qui surviennent dans le dispositif d’inversion lorsque le diaphragme s’inverse brusquement du fait du relâchement des efforts des organes de poussée ;
- la mesure des vibrations est effectuée à l’aide de capteurs
disposés dans des emplacements du dispositif d’inversion
susceptibles d’être soumis à ces vibrations, en particulier sur les organes de poussée et les moyens d’actionnement ;
- la courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation, est une courbe de mesure optique de la distance entre chaque organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact, et il est recherché sur cette courbe une variation consistant en une augmentation de ladite distance traduisant l'apparition d'au moins un écart entre un organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact durant un instant de la phase d’inversion du diaphragme ;
- la mesure optique est effectuée à l'aide de moyens disposés à la périphérie du récipient ;
- la courbe représentative de la force appliquée au diaphragme pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation, est une courbe de mesure de la présence d’un contact entre chaque organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact, et il est recherché sur cette courbe une variation consistant en la détermination de la perte du contact entre au moins un organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact durant un instant de la phase d’inversion du diaphragme ;
- la perte de contact entre un organe de poussée et la zone du
récipient contre laquelle il est initialement en contact est
déterminée à l’aide d’un capteur de contact disposé sur ledit organe de poussée ; L’invention a encore pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, selon lequel :
- le dispositif comporte un premier organe de poussée constitué par un pousseur mobile, selon une direction verticale relativement, d’une part, à un second organe de poussée constitué par une pièce d’appui supérieure et, d’autre part, à une sellette, qui est pourvue d’un orifice central et constitue un plan de réception annulaire permettant de recevoir l'assise d’un récipient avant et après la phase d’inversion de son diaphragme, et il est agencé pour que la sellette soit éloignée de l’assise du récipient lors de la phase d’inversion de façon à ce que, lors de cette phase, un espace soit créé entre l'assise et la sellette pour permettre une expansion longitudinale du récipient sous l'effet combiné de l'augmentation de la pression interne provoquée par la diminution du volume due à l'inversion et des forces engendrées à l'intérieur du récipient par le pousseur et la pièce d'appui ;
- le dispositif comporte un châssis et le pousseur est mobile au
travers de la sellette et la pièce d’appui supérieure est fixe par rapport audit châssis ;
- le dispositif comporte un châssis et le pousseur est actionnable par des moyens d'entraînement au travers de la sellette, la sellette est fixe par rapport au châssis, et en la pièce d'appui supérieure est fixée à l'extrémité d'un bloc de liaison supérieur pouvant être déplacé verticalement par rapport à la sellette entre une position haute permettant la mise en place du récipient dans le dispositif et une position basse dans laquelle il est maintenu pendant
l'inversion, et la pièce d’appui supérieure est reliée de façon mobile relativement au bloc en étant liée à celui-ci par l'intermédiaire de moyens de liaison élastique en compression ;
- le dispositif comporte un châssis, le pousseur est un élément fixe disposé sous le fond du récipient, la sellette est mobile
verticalement par rapport audit châssis, pour pouvoir être écartée de l’assise du récipient pendant l’inversion et ainsi permettre l’expansion longitudinale du récipient, la pièce d'appui supérieure est actionnable par des moyens d'entraînement ;
- le pousseur est mobile au travers de la sellette par rapport à un châssis du dispositif et la pièce d’appui supérieure est mobile par rapport audit châssis du dispositif.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des figures annexées, sur lesquelles :
[Fig. 1] est une vue schématique illustrant un dispositif sur lequel l’invention peut être mise en oeuvre et ses divers composants, alors qu'un récipient est positionné sur la sellette, avant initiation de l'étape
d'inversion. Cette vue comporte un médaillon avec un détail élargi de la pièce d’appui supérieure ;
[Fig.2] est une vue schématique illustrant le dispositif alors que le pousseur est en position intermédiaire et que l'inversion du diaphragme est en cours ;
[Fig.3] est une vue schématique illustrant le dispositif après inversion, et après que le pousseur soit revenu en position basse ;
[Fig.4] est une vue représentative de la courbe de courant
d’entraînement d’un organe mobile (pousseur ou pièce d’appui supérieure) dans le cas d'un diaphragme incorrectement inversé ;
[Fig.5] est une vue représentative de la courbe de courant
d’entraînement d’un organe mobile (pousseur ou pièce d’appui supérieure) dans le cas d'un diaphragme correctement inversé.
Sur la figure 1 , on a repris, à titre d’illustration, une vue du dispositif décrit dans la demande de brevet français 1762739 susmentionnée au nom de la demanderesse.
Comme on l’aura compris à la lecture du préambule de la présente description, d’autres dispositifs sont utilisables.
Ce dispositif 1 permet de réaliser l'inversion de diaphragmes de récipients 2, tels que des bouteilles. De tels récipients 2, tels que celui illustré comportent un corps 3, ici cylindrique, prolongé, au-dessus, par une épaule 4 elle-même surmontée par un col 5. Dans le prolongement du corps 3, vers le bas, le récipient 2 est pourvu d'un fond 6 comprenant un diaphragme 7, ici de section circulaire, mais pouvant avoir d’autres formes permettant son
retournement, contenu dans un anneau 8 se terminant par une assise 9 périphérique formant un plan de pose.
Sur la F I G .1 , le récipient 2 est dans sa configuration après fabrication par soufflage ou étirage-soufflage, et le diaphragme 7 se présente sous la forme générale d'une cuvette dont la concavité est tournée vers l'intérieur du récipient 2.
Dans l'exemple, le récipient 2 est cylindrique de révolution et son corps 3 est renforcé par des cannelures 10 horizontales. Au lieu d'être cylindrique, il pourrait avoir une forme telle qu'une forme s'inscrivant plus ou moins dans un carré (récipient ou bouteille dite "carronde") ou toute autre section. Toutefois, afin de permettre son inversion, le diaphragme conserverait une section plutôt circulaire. Le contour extérieur de l'anneau 8 serait dessiné pour prolonger la forme du corps et venir mourir sur l'assise 9.
L'épaule 4 du récipient, quant à elle, est en forme de bulle. Elle aussi pourrait adopter toute forme connue (tronconique, en forme de flûte, etc...).
Le dispositif 1 est conçu pour inverser des diaphragmes 7 de récipients remplis et bouchés. Aussi, le récipient 2 est-il présenté avec des moyens 11 de bouchage, tel qu'un bouchon vissé sur le col 5.
Comme illustré sur les figures, le dispositif 1 est porté par un châssis 12 (partiellement représenté) et comporte une sellette 13 inférieure de support, fixe par rapport audit châssis 12 (la liaison entre la sellette 13 et le châssis 12 n'est pas représentée mais est à la portée de l'homme de métier), laquelle sellette 13 est traversée par un orifice 14 central et délimite un plan 15 supérieur, de réception, entourant ledit orifice 14 pour recevoir l'assise 9 d'un récipient.
Un pousseur 16, constituant un organe de poussée mobile, est prévu, qui est déplaçable au travers de l'orifice 14 central de la sellette 13 selon une direction verticale par des moyens d'entraînement (non représentés) solidaires du châssis 12 et du pousseur 16, mais comportent par exemple un moteur électrique. Les moyens d'entraînement permettent que le pousseur 16 puisse être déplacé d'une position escamotée (celle de la Fl G .1 ) dans laquelle il se trouve par exemple entièrement au-dessous du plan 15 supérieur de la sellette 13, à une position finale d'inversion (non visible sur les figures, mais qui est au-dessus de celle de la FIG.2), dans laquelle il se trouve au-dessus du plan 15 supérieur de la sellette 12.
Le pousseur 16 présente une forme extérieure correspondant, de
préférence, à la forme du diaphragme 7 après inversion. Mais le pousseur 16 pourrait être moins élaboré : par exemple, il pourrait s’agir d'une tige adaptée pour venir pousser le centre du diaphragme.
Le dispositif 1 comporte encore une pièce 17 d'appui supérieure qui constitue un organe de poussée fixe. Comme ceci sera expliqué plus en détail, cette pièce 17 d'appui est destinée à venir appuyer sur le récipient 2 bouché lorsque celui-ci est en place sur la sellette 13 et ainsi contrer la force du pousseur 16 lorsque ce dernier est déplacé vers la position d'inversion.
Dans l'exemple, la pièce 17 d'appui est constituée par une pièce en forme de cloche, qui vient coiffer les moyens 11 de bouchage (et donc le col 5 du récipient) et vient en appui sur une zone de l'épaule 4 légèrement sous le col 5. Au lieu d'être constitué par une cloche appuyant sur l'épaule, la pièce 17 d'appui pourrait être constituée par une pièce appuyant
simplement sur les moyens 11 de bouchage. Toutefois, la cloche est plus avantageuse, en ce sens qu'elle génère moins de contraintes sur le récipient 2. En effet, un appui sur les moyens 11 de bouchage engendre des pressions à la jonction entre le col 5 et l'épaule 4, qui est une zone de faible section et pas du tout étirée, donc fragile, alors que la cloche appuie sur une section plus grande, de sorte que la pression d'appui est moindre (pour une force équivalente appliquée).
La pièce 17 d’appui s’appuie préférentiellement sur toute la circonférence de l’épaule. Il est toutefois à noter qu’elle pourrait comporter une portion de sa paroi tronquée, de façon à permettre un dégagement de la bouteille lors des phases de chargement / déchargement sur la sellette 13, et limiter ainsi la course de déplacement du bloc 18 lorsque le dispositif 1 est porté sur un carrousel ou est mobile par rapport à une zone de chargement et/ou une zone de déchargement des récipients 2.
La pièce 17 d'appui est fixée à une extrémité, située en regard de la sellette 13 et du pousseur 16, d'un bloc 18 de liaison relié au châssis 12 par une liaison en translation permettant au bloc (18) d'être déplacé verticalement par rapport à la sellette entre une position haute permettant la mise en place du récipient dans le dispositif et une position basse dans laquelle le bloc 18 est maintenu pendant l'inversion.
Comme visible sur les figures, notamment sur la F I G .1 , le bloc 18 est fixé à l'extrémité d'un arbre 19 monté coulissant dans le sens vertical dans un fourreau 20 porté par le châssis 12. Ainsi, le bloc 18 peut être rapproché ou éloigné de la sellette 13.
L'arbre 19 et donc le bloc 18 sont reliés à un mécanisme qui permet un mouvement de monte et baisse de l'arbre 19 et du bloc 18 et un maintien ferme en position basse de l'arbre 19 et du bloc 18 pendant l'inversion et le contrôle. Les différentes figures illustrent le bloc 18 en position basse dans laquelle il est fermement maintenu pendant l'inversion.
Le mécanisme qui permet ledit mouvement de monte et baisse de l'équipage constitué par l'arbre 19 et le bloc 18 est par exemple un mécanisme à came et galet. Sur les figures, seul un galet 21 est
représenté. Le mécanisme peut comprendre, au-dessus du galet 21 une première came, dite came haute et au-dessous une seconde came (encore appelée came basse ou contre came). Les deux cames servent à guider le galet 21 pour la montée ou la descente de l'équipage constitué par l'arbre 19 et le bloc 18, la came haute appuyant sur le galet et évitant la
remontée de l'équipage constitué par l'arbre 19 et le bloc 18 lorsqu'une poussée est exercée du bas vers le haut sous la pièce 17 d'appui. Il serait encore envisageable d'avoir un mécanisme ne comportant qu'une came haute, un galet et un ressort de remontée exerçant une force antagoniste à celle de la came haute. Il serait envisageable encore d'avoir un
mécanisme motorisé pour la montée ou la descente de l'équipage constitué par l'arbre 19 et le bloc 18, ce qui faciliterait la personnalisation du dispositif pour tenir compte des variations des hauteurs de récipients d'une phase de production à une autre.
La pièce 17 d'appui est reliée de façon mobile au bloc 18 par
l'intermédiaire de moyens de liaison élastique en compression. Ceux-ci sont agencés pour que ledit organe soit lui-même mobile en translation par rapport au bloc 18 dans une direction perpendiculaire au plan de la sellette et pour que, en l'absence de récipient entre la sellette 13 et la pièce 17 d'appui, cette dernière soit dans une première position extrême, basse relativement au bloc 18, et pour que, lorsqu'une pression supérieure à la force minimale de rappel des moyens de liaison élastique en
compression est exercée vers le haut contre cette pièce 17, celle-ci remonte vers une seconde position extrême, haute, en s'éloignant de la sellette 13.
A cet effet, les moyens de liaison élastique en compression, visibles sur le médaillon de la F I G .1 , sont agencés comme décrit ci-après.
Le bloc 18 est creusé, à son extrémité opposée à l'arbre 19, d'un logement 22 orienté selon l'axe X-X de l'installation 1, à savoir un axe qui passe au centre de l'orifice 14 central de la sellette 13, et qui est confondu avec celui de l'arbre 19, du pousseur 16, de la pièce 17 d'appui et du bloc 18 lui-même. Le logement s'ouvre donc en direction de la pièce 17 d'appui. La pièce 17 d'appui est fixée, à sa partie haute, par exemple par vissage, à une tige 23 qui se termine, à son extrémité opposée à la pièce 17 d'appui, par une couronne 24 annulaire formant une tête plate entourant cette extrémité.
La partie de la tige 23 située entre la couronne 24 et la pièce 17 d'appui est positionnée dans un fourreau 25 dans lequel elle peut coulisser librement. La longueur de cette partie de la tige 23 est donc supérieure à la longueur du fourreau 25 laissant la place libre pour positionner un ressort 26 travaillant en compression autour de la tige 23 entre l'organe de poussée et le fourreau 25. Si on considère l'orientation des figures, où la pièce 17 d'appui est disposée sous le fourreau 25, le ressort 26 est donc positionné au-dessus de la pièce 17 d'appui et sous le fourreau 25. Ainsi, en l'absence de poussée du bas vers le haut (en considérant l'orientation de la F I G .1 ) contre la pièce 17 d'appui, comme visible sur le médaillon, le ressort 26 tend maintenir cette pièce 17 d'appui en position écartée par rapport au fourreau 25 (en le poussant vers le bas, si on considère toujours l'orientation de la figure) et la couronne 24 se trouve alors en butée au-dessus du fourreau 25. Il est important de noter que les dimensions de la tige 23, du fourreau 25 et du ressort 26 sont telles qu'elles permettent un mouvement vers le haut de la pièce 17 d'appui lorsqu'une poussée est exercée sous celle-ci.
Le fourreau 25 est emmanché dans le logement 22, de sorte que la couronne 24 et donc l'extrémité supérieure de la tige 23 soient placées à l'intérieur du logement 22. En outre, le fourreau 25 et le logement 22 sont agencés pour que, lorsque le fourreau 25 est en place, subsiste un écartement entre l'extrémité supérieure de la tige 23 et la paroi 27 supérieure du logement 22, pour permettre à la tige 23 de coulisser librement dans le fourreau 25 lorsque la pièce 17 d'appui est sollicitée du bas vers le haut.
Les dimensions de la tige 23, du fourreau 25 et du ressort 26 sont telles qu'en l'absence de sollicitation du bas vers le haut contre la pièce 17 d'appui, l'écartement entre le dessus de la pièce 17 d'appui et le bas du fourreau 25 permette un mouvement vers le haut de la pièce 17 d'appui sur une distance d maximum prédéterminée lorsqu'une poussée est exercée du bas vers le haut contre la pièce 17 d'appui.
Ainsi, en l'absence de sollicitation du bas vers le haut contre la pièce 17 d'appui, cette dernière est dans une première position extrême, basse relativement au bloc 18. Lorsqu'elle est sollicitée vers le haut, le
mouvement de remontée stoppe lorsque la pièce 17 d'appui parvient au contact du fourreau 25, c'est-à-dire, en d'autres termes, lorsque la pièce 17 d'appui a parcouru la distance d maximum.
Dans ce cas, l'écartement entre l'extrémité supérieure de la tige 23 et la paroi 27 supérieure du logement 22 est tel qu'il est au moins égal à la distance d maximum pour permettre le déplacement de la pièce 17 d'appui relativement au bloc 18.
Dans une variante, c'est l'écartement entre l'extrémité supérieure de la tige 23 et la paroi 27 supérieure du logement 22 qui détermine la distance d maximum de la tige 23, la paroi 27 supérieure constituant alors une butée pour arrêter la tige. Dans ce cas, la valeur de l'écartement
correspond à la distance d.
De préférence, comme illustré, sur les figures et plus particulièrement visible dans le médaillon de la F I G .1 , des moyens, tels qu'un doigt 28 sont prévus pour empêcher toute rotation dans le bloc 18 de l'ensemble constitué par la pièce 17 d'appui et la tige 23. A cet effet, le doigt 28 est fixé par exemple par vissage dans un filetage 29 ménagé dans la paroi 27 supérieure du logement 22 et le doigt 28 traverse un trou ménagé dans la couronne 24, ce qui prévient toute rotation, mais n'interdit pas un
déplacement vertical de l'ensemble en question.
Pour donner un ordre de grandeur, la valeur de l'écartement entre le dessus de la pièce 17 d'appui et le bas du fourreau 25 ou, alternativement, la valeur de l'écartement entre l'extrémité supérieure de la tige 23 et la paroi 27 supérieure du logement 22 est telle que la distance d maximum que peut parcourir la pièce 17 d'appui est inférieure à 10 mm, par exemple comprise entre 3 mm et 8 mm. Dans une réalisation, pour des récipients 2 constitués par des bouteilles de 1 I, une course sur une distance d de 4 mm convient.
Des moyens de réglage, non illustrés sont prévus dans le dispositif pour que, lorsqu'un récipient 2 dont le diaphragme 7 doit être inversé est en place sur la sellette et que le bloc 18 parvient en position basse, la pièce 17 d'appui parvienne elle-même au contact du récipient 2, sans appuyer sur celui-ci, voire en soit légèrement écartée. Il faut en effet adapter le dispositif 1 en tenant compte des dimensions du récipient 2 à traiter, notamment de sa hauteur. Le réglage peut être effectué par exemple en modifiant la position du galet 21 sur l'arbre 19 et/ou en modifiant la position de la came (non illustrée) qui coopère avec le galet 21.
Dans la réalisation illustrée par la F I G .1 , où la pièce 17 d'appui est en forme de cloche, après réglage et descente du bloc 18 en position basse, la pièce 17 d'appui vient au contact de l'épaule 4 du récipient 2, ou en est légèrement écartée. Toutefois, comme évoqué auparavant, il pourrait s'agir d'un agencement qui viendrait en appui sur les moyens de bouchage du récipient.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : Avant inversion, un récipient 2 préalablement rempli et bouché est placé sur la sellette 13, alors que la pièce 17 d'appui est remontée suffisamment haut pour ne pas interférer avec le bouchon 11. La remontée de la pièce 17 d'appui est effectuée en remontant l'équipage constitué par l'arbre 19 et le bloc 18 auquel il est lié mécaniquement par la tige 23 et le fourreau 25. La pièce 17 d'appui est alors redescendue pour venir au contact du récipient 2, ici au contact de l'épaule 4, sans appuyer dessus à ce stade pour la tolérance basse de la hauteur du récipient 2. Les différences de hauteur du récipient 2 imputables aux process de
fabrication antérieur à l’inversion seront alors compensées par une partie de la possibilité de déplacement vertical de la pièce 17 d’appui, par la compression partielle du ressort 26.
Puis, la remontée du pousseur 16 est amorcée, en y appliquant la force d'inversion. Du fait que le récipient 2 est rempli et fermé, il présente une certaine rigidité mécanique. Ceci ajouté au fait que la structure de l'installation est telle que la force d'inversion est supérieure à celle exercée par le ressort 26 sur la pièce 17 d'appui, la remontée du pousseur 16 provoque une remontée du récipient 2, dont l'assise 9 s'écarte de la sellette 13 en remontant au-dessus du plan 15 supérieur de cette dernière, et le récipient 2 vient lui-même pousser la pièce 17 d'appui vers le haut, jusqu'à ce que la distance d maximum ait été parcourue. Il en résulte que l'assise 9 s'écarte du plan 15 supérieur. Lors de cette remontée de la pièce 17 d'appui, l'inversion du diaphragme 7 peut débuter et
l'allongement du récipient 2 aussi, de sorte que lorsque la pièce 17 d'appui atteint sa position haute, l'assise 9 peut être écartée du plan 15 supérieur de la sellette d'une distance inférieure à la distance d.
Puis, FIG.2, lorsque la pièce 17 d'appui a parcouru la distance d maximum, l'assise 9 se trouve éloignée du plan 15 supérieur de la sellette 13, à une distance de ce plan. La valeur de cette distance peut
correspondre à celle de la distance d maximum ou être moindre dans la mesure où, lors de la montée initiale, l'inversion, qui est mentionnée ci- après, de même que l'allongement du récipient 2 ont pu commencer de sorte que lorsque la pièce 17 d'appui atteint sa position haute, l'assise 9 peut être écartée du plan 15 supérieur de la sellette d'une distance inférieure à la distance d. De la sorte, la pièce 17 d'appui est en contact contre le bloc 18 et la valeur résiduelle dres de la distance est nulle.
Ensuite, le pousseur 16 continue de monter pour inverser le diaphragme 7 (ou finir l'inversion si elle a commencé plus tôt lors de la remontée du pousseur 16). Il se produit alors le phénomène suivant. La déformation du diaphragme 7 vers l'intérieur du récipient 2 provoque une augmentation de la pression interne dans le récipient 2, qui est tout d'abord compensée par une compression et donc une réduction du volume d'air qui subsiste dans le col (l'espace de tête) du récipient, le liquide contenu dans le récipient 2 conservant son volume, du fait de son incompressibilité. Lorsque l'air est totalement comprimé, les forces engendrées par le pousseur 16 et la pièce 17 d’appui à l'intérieur du récipient 2 deviennent telles que le récipient 2 subit des contraintes internes qui tendent à repousser ses parois. Or, l'éloignement provoqué pendant la montée du pousseur 16 entre l'assise 9 et le plan 15 supérieur de la sellette 13 permet de libérer une zone de contraintes, et les forces engendrées qui tendent à repousser les parois provoquent une expansion longitudinale du récipient 2, de sorte que, à la fin de l'inversion, l'assise 9 s'est rapprochée du plan 15 supérieur de la sellette 13 alors que la pièce 17 d'appui est toujours en position haute.
Le pousseur 16 continue alors sa course jusqu’à ce que le diaphragme 7 atteigne sa position finale, visible sur la flG.3.
C’est en général lorsque le diaphragme 7 atteint la position de la FIG.2 que, normalement, il accélère spontanément son mouvement d’inversion et parvient à sa position finale d’inversion alors que le pousseur 16 continue sa course sans toutefois exercer de pression contre le diaphragme 7, jusqu’à ce que le récipient 2 se retrouve à nouveau pris entre le pousseur 16 et la pièce 17 d’appui. Si ce phénomène survient, on considère que le récipient 2 est correctement formé ; dans le cas contraire, c’est-à-dire lorsque le diaphragme est formé uniquement par la poussée, sans accélération spontanée, alors, dans ce cas, bien que le diaphragme 7 puisse paraître correctement formé, il n’en demeure pas moins que le récipient risque fort de ne pas résister aux contraintes d’utilisation.
Le pousseur 16 est entraîné par des moyens, non représentés, tels qu’un moteur électrique. On comprend aisément que, lorsque le diaphragme 7 vient à se retourner rapidement, la poussée exercée devient moindre et il arrive que le diaphragme 7 s’éloigne du pousseur 16 ou que l’épaule 4 s’éloigne de la pièce 17 d’appui. Puis, le pousseur 16 continuant sa course, il revient au contact du diaphragme et la poussée redevient normale jusqu’à la fin de course et la redescente du pousseur.
Dans un tel cas où les moyens d’entraînement du pousseur 16 sont un moteur électrique, la courbe du courant d’entraînement dudit moteur constitue une courbe représentative de la force appliquée au diaphragme 7 pour le déplacer et la détermination de la diminution de la force appliquée par le pousseur contre la zone du récipient avec laquelle il est en contact est effectuée en recherchant sur ladite courbe de courant d’entraînement du pousseur une variation consistant en une diminution du courant, qui est représentative de la réduction des forces nécessaires à son entraînement. Ainsi, une surveillance du courant d’entraînement du pousseur 16 peut être mise à profit lors de la phase d’inversion afin de déterminer si le diaphragme 7 vient à se retourner rapidement. Ceci est illustré sur les FIG.4 et FIG.5.
Sur la FIG.4 est représentée une courbe Cdep de déplacement de l’organe d’entraînement du pousseur 16 en regard de la courbe Ceff du courant d’entraînement du pousseur 16, dans le cas où l’inversion du diaphragme 7 ne comporte pas de phase d’accélération spontanée. Le courant monte en suivant une courbe relativement régulière jusqu’à la fin du mouvement de poussée, puis redescend ensuite lorsque le pousseur 16 est
redescendu.
Sur la FIG.5 est représentée une courbe de déplacement Cdep de l’organe d’entraînement du pousseur en regard de la courbe Ceff du courant d’entraînement du pousseur 16, dans le cas où l’inversion du diaphragme 7 comporte une phase d’éloignement spontané alors que le pousseur 16 n’a pas atteint sa position extrême de montée. Le courant monte en suivant une courbe relativement régulière, puis, alors que le pousseur 16 n’a pas atteint sa position extrême, survient l’accélération spontanée de l’inversion du diaphragme 7, avec, concomitamment, une variation Var sous la forme d’une baisse du courant d’entraînement du pousseur 16. Cette baisse survient puisque le diaphragme 7 s’est éloigné du pousseur 16 et/ou l’épaule 4 s’est éloignée de la pièce 17 d’appui. Ensuite, le pousseur 16 et la pièce 17 d’appui reviennent en contact nominal, et le courant d’entraînement du pousseur 16 redevient normal : il se remet à remonter jusqu’à l’arrivée du pousseur en position haute, redescend ensuite lorsque le pousseur 16 est redescendu.
Il convient de noter que les moyens d’actionnement d’un organe de poussée pourraient être autres qu’un moteur électrique, auquel cas un capteur approprié serait mis en oeuvre afin d’obtenir une courbe
représentative de la force appliquée au dit organe pour le déplacer.
Au lieu d’utiliser le dispositif des figures 1 à 3, l’invention pourrait être mise en oeuvre avec les autres types de dispositifs évoqués au
préambule :
Ainsi, au lieu d’un pousseur 16 mobile, c’est la pièce 17 d’appui qui pourrait être mobile. Dans ce cas, c’est le courant d’entraînement de cette pièce 17 d’appui qui serait mesuré.
Le pousseur 16 et la pièce 17 d’appui pourraient être chacun mobiles. Dans ce cas, la vérification du courant d’entraînement d’un seul de ces deux organes serait suffisante puisque, en cas d’accélération de
l’inversion, la réduction des efforts de poussée se ferait sentir sur les deux. De préférence, la vérification se ferait sur la courbe du courant d’entraînement du pousseur, puisque c’est lui qui est au contact du diaphragme.
Quel que soit le dispositif mis en oeuvre, au lieu d’une mesure de courant, c’est une mesure acoustique du bruit environnant le fond du récipient lors de l'inversion du diaphragme qui est réalisée : après l’accélération de l’inversion lorsque le ou les organes de poussée (pousseur 16 et/ou pièce 17 d’appui) reviennent en poussée nominale et, en fait reviennent au contact du diaphragme 16 et/ou du haut du récipient 2 (par exemple l’épaule 4), survient un choc qui peut être capté par un capteur approprié. C’est donc une courbe de bruit qui serait vérifiée.
Alternativement, c’est une courbe des vibrations qui surviennent dans le dispositif d’inversion lorsque le diaphragme s’inverse brusquement du fait du relâchement des efforts des organes de poussée qui est analysée. La recherche de vibrations est effectuée à l’aide de capteurs disposés dans des emplacements du dispositif d’inversion susceptibles d’être soumis à ces vibrations, en particulier sur les organes de poussée et leurs moyens d’actionnement. De préférence, lorsqu’un seul organe de poussée est activé, ce sont les vibrations de cet organe qui sont analysées ; lorsque les deux organes sont activés, de préférence, ce sont les vibrations qui surviennent au niveau du pousseur 16 qui sont analysées.
La mesure peut être effectuée sur une courbe représentative de la distance entre les organes de poussée et les zones respectives du récipient avec lesquelles ces organes sont en contact. Ce type de mesure nécessite que chaque organe soit vérifié.
Dans une mise en œuvre, il s’agit d’une courbe donnant le signal de capteurs disposés sur les organes de poussée, qui donnent un premier type de signal lorsque les organes sont au contact de leur zone respective et un second type de signal lorsqu’ils ne le sont plus.
Dans une variante, il s’agit d’une courbe représentative d’une mesure optique : un capteur, tel qu’une caméra, est positionné en un emplacement approprié près de chaque organe de poussée, afin de déterminer
l’éloignement ou l’absence d’éloignement entre chaque organe et la zone respective avec laquelle il est en contact.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de formation, dans un dispositif (1) d’inversion, d’un fond (6) de récipient (2) en matière plastique rempli et fermé, comprenant une étape d'inversion d’un diaphragme (7) situé au centre du fond (6) du récipient (2) et entouré par une assise (9) périphérique formant un plan de pose, pendant laquelle deux organes de poussée opposés sont mis en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre afin de venir au contact de et faire pression sur deux zones
longitudinalement opposées du récipient, à savoir d’une part un pousseur (16), disposé sous une zone située en partie basse du récipient en regard du diaphragme (7) afin de le remonter vers le haut du récipient, d’autre part une pièce (17) d’appui supérieure venant faire appui sur une zone du récipient située en partie haute du récipient, à l’opposé du diaphragme (7), afin de contrer les efforts de remontée du diaphragme, pendant que l'assise est libre de toute contrainte afin d'autoriser une expansion longitudinale du récipient sous l'effet de la pression interne provoquée par le déplacement du diaphragme lorsqu'il est entraîné vers le haut du récipient ;
caractérisé en ce que lors d’une phase de poussée du diaphragme pendant son inversion, il est recherché, sur une courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, une variation (Var) de cette courbe indiquant si les forces exercées par les organes de poussée sur les zones avec lesquelles ils sont en contact deviennent moindres, ce qui traduit une accélération spontanée de la vitesse d’inversion du diaphragme (7) et un éloignement sensible d’au moins une zone du récipient avec l’organe de poussée respectif.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
mouvement relatif des deux organes est obtenu en déplaçant au moins l’un des deux organes de poussée à l’aide de moyens d'actionnement et la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation (Var), est une courbe (Ceff) représentative de la force appliquée aux moyens d’actionnement et, en conséquence, au diaphragme, pour le déplacer, et la variation (Var) recherchée sur ladite courbe est représentative d'une diminution de ladite force appliquée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement d’un organe de poussée étant constitués par un moteur électrique, la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au dit organe pour le déplacer est une courbe du courant d’entraînement dudit moteur et la détermination de la diminution de la force appliquée par au moins l’un des organes de poussée par rapport à la zone du récipient avec laquelle il est en contact est effectuée, en recherchant sur ladite courbe (Ceff) de courant d’entraînement dudit au moins un organe déplacé, une variation (Var) consistant en une diminution du courant représentative de la réduction des forces nécessaires à l’entraînement dudit au moins un organe de poussée.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux organes de poussée étant déplacés, la recherche est effectuée indifféremment sur la courbe (Ceff) du courant d’entraînement de l’un des deux organes, préférentiellement sur celle du pousseur (16).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation (Var), est une courbe (Ceff) de mesure acoustique représentative du bruit environnant le fond du récipient lors de l'inversion du diaphragme et il est effectué sur cette courbe une recherche d’une variation (Var) du son traduisant l'apparition d'un son significatif d'un choc qui survient lorsqu’un organe de poussée qui s’est préalablement subitement sensiblement éloigné de la zone du récipient avec laquelle il était en contact revient au contact de ladite zone.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation (Var), est une courbe (Ceff) de mesure des vibrations représentative des vibrations environnant le fond du récipient lors de l'inversion du diaphragme et il est recherché sur cette courbe une variation (Var) traduisant l'apparition de vibrations accentuées qui surviennent dans le dispositif d’inversion lorsque le diaphragme s’inverse brusquement du fait du relâchement des efforts des organes de poussée.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mesure des vibrations est effectuée à l’aide de capteurs disposés dans des emplacements du dispositif d’inversion susceptibles d’être soumis à ces vibrations, en particulier sur les organes de poussée et les moyens d’actionnement.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation (Var), est une courbe (Ceff) de mesure optique de la distance entre chaque organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact, et il est recherché sur cette courbe une variation (Var) consistant en une augmentation de ladite distance traduisant l'apparition d'au moins un écart entre un organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact durant un instant de la phase d’inversion du diaphragme.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la mesure optique est effectuée à l'aide de moyens disposés à la périphérie du récipient.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe (Ceff) représentative de la force appliquée au diaphragme (7) pour le déplacer lors de l’inversion, sur laquelle est recherchée ladite variation (Var), est une courbe (Ceff) de mesure de la présence d’un contact entre chaque organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact, et il est recherché sur cette courbe une variation (Var) consistant en la détermination de la perte du contact entre au moins un organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact durant un instant de la phase d’inversion du diaphragme.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la perte de contact entre un organe de poussée et la zone du récipient contre laquelle il est initialement en contact est déterminée à l’aide d’un capteur de contact disposé sur ledit organe de poussée.
12. Dispositif (1) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des
revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il comporte un premier organe de poussée constitué par un pousseur (16) mobile, selon une direction verticale relativement, d’une part, à un second organe de poussée constitué par une pièce (17) d’appui supérieure et, d’autre part, à une sellette (13), qui est pourvue d’un orifice central et constitue un plan de réception annulaire permettant de recevoir l'assise (9) d’un récipient avant et après la phase d’inversion de son diaphragme (7), et en ce qu’il est agencé pour que la sellette (13) soit éloignée de l’assise (9) du récipient lors de la phase d’inversion de façon à ce que, lors de cette phase, un espace soit créé entre l'assise (9) et la sellette (13) pour permettre une expansion longitudinale du récipient sous l'effet combiné de l'augmentation de la pression interne provoquée par la diminution du volume due à l'inversion et des forces engendrées à l'intérieur du récipient par le pousseur (16) et la pièce (17) d'appui.
13. Dispositif (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il
comporte un châssis (12) et le pousseur (16) est mobile au travers de la sellette (13) et la pièce (17) d’appui supérieure est fixe par rapport audit châssis (12).
14. Dispositif (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il
comporte un châssis (12) et le pousseur (16) est actionnable par des moyens d'entraînement au travers de la sellette (13), en ce que la sellette (13) est fixe par rapport au châssis (12), et en ce que la pièce (17) d'appui supérieure est fixée à l'extrémité d'un bloc (18) de liaison supérieur pouvant être déplacé verticalement par rapport à la sellette (13) entre une position haute permettant la mise en place du récipient (2) dans le dispositif et une position basse dans laquelle il est maintenu pendant l'inversion, et en ce que la pièce (17) d’appui supérieure est reliée de façon mobile relativement au bloc (18) en étant liée à celui-ci par l'intermédiaire de moyens de liaison élastique en compression.
15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte un châssis (12) et en ce que :
- le pousseur (16) est un élément fixe disposé sous le fond du récipient, la sellette (13) est mobile verticalement par rapport audit châssis (12), pour pouvoir être écartée de l’assise du récipient (2) pendant l’inversion et ainsi permettre l’expansion longitudinale du récipient ;
- et en ce que la pièce (17) d'appui supérieure est actionnable par des moyens d'entraînement.
16. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte un châssis (12) et le pousseur (16) est mobile au travers de la sellette (13) par rapport audit châssis (12) et la pièce (17) d’appui supérieure est mobile par rapport audit châssis (12).
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