EP4743294A1

EP4743294A1 - Procede de fabrication de corps creux avec recyclage du fluide de formage

Info

Publication number: EP4743294A1
Application number: EP24742929.3A
Authority: EP
Inventors: Yves-Alban Duclos; Julien Gendre; Guillaume Chauvin
Original assignee: Sidel Participations SAS
Current assignee: Sidel Participations SAS
Priority date: 2023-07-13
Filing date: 2024-07-12
Publication date: 2026-05-20
Also published as: CN121335795A; FR3150978B1; FR3150978A1; WO2025012419A1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication de corps creux (12) par étirage-soufflage comportant : - une phase (S1) de présoufflage du corps creux (12) par injection de fluide de formage à une pression (P1) d'alimentation; - une phase (S2) de soufflage intermédiaire du corps creux (12) à une deuxième pression (Pf2) de soufflage intermédiaire commandée à une valeur d'équilibre avec une pression (R1) de stockage d'un premier réservoir (22); - une première phase (S5) de récupération du fluide de formage; - une deuxième phase (S6) de récupération du fluide de formage par un deuxième réservoir (24) de récupération à pression (R2) de stockage; caractérisé en ce que, lorsque la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (P1) d'alimentation devient inférieure à un seuil (Th1), la deuxième pression (Pf2) de soufflage est abaissée au-dessous de sa valeur d'équilibre.

Description

Titre de l’invention : PROCEDE DE FABRICATION DE CORPS CREUX AVEC RECYCLAGE DU FLUIDE DE FORMAGE

Domaine technique de l’invention

[0001] L’invention concerne un procédé de fabrication de corps creux en matériau thermoplastiques à l’état de récipients finaux par étirage- soufflage du corps creux à l’état de préforme comportant une succession de cycles de fabrication au cours de chacun desquels un nouveau corps creux est fabriqué, chaque cycle de fabrication comportant des phases successives de mise sous pression croissante du corps creux et des phases d’échappement du fluide de formage successives, une partie du fluide de formage étant recyclée par l’intermédiaire de réservoirs de stockage.

Arrière-plan technique

[0002] Pour fabriquer un récipient par étirage-soufflage, une préforme ou un récipient intermédiaire en matériau thermoplastique, tel que du PET, est porté à une température au- dessus de la température de transition vitreuse du matériau, puis inséré dans une unité de moulage. Un fluide de formage, tel que de l’air, sous haute pression, par exemple de l'ordre de 40 bars, est injecté dans la préforme dont la paroi se dilate jusqu'à être plaquée contre une empreinte de l’unité de moulage pour être mis en forme de récipient final. Puis, la pression dans le récipient pour ouvrir l'unité de moulage et évacuer le récipient à la pression atmosphérique.

[0003] Lorsqu’elle commence à se déformer, la préforme devient un « récipient intermédiaire » avant d’arriver à sa forme définitive de « récipient final ».

[0004] Dans la suite de la description et dans les revendications, on emploiera le terme "corps creux" pour désigner indifféremment une préforme, un récipient intermédiaire ou un récipient fini.

[0005] L'invention concerne en particulier les procédés où la montée en pression se fait par paliers en raccordant le corps creux en cours de fabrication, d'abord à un premier réservoir de fluide de formage à une pression intermédiaire, puis à un deuxième réservoir de fluide de formage à une pression plus élevée, et ainsi de suite. Cela permet d'utiliser des sources de fluide de formage à pressions intermédiaires moins chères plutôt que de recourir exclusivement à une source de fluide de formage à pression maximale.

[0006] De plus, la baisse de pression peut se faire par paliers dans lesdits réservoirs afin d’être mise à la pression atmosphérique. Cela permet au fluide de formage du récipient final comprimé à la pression élevée de se vider successivement dans des réservoirs de pression intermédiaire et permet de récupérer une partie de l’énergie. [0007] L'inconvénient des procédés à paliers de pression est que la montée et la chute de pression dans le corps creux sont moins rapides. Pour une même cadence de moulage, cela réduit la durée de plaquage à haute pression du récipient final contre les parois du moule. Cela rend plus difficile l'obtention de petits détails de forme dans le récipient final.

[0008] Il en résulte que pour réduire cet impact négatif il est nécessaire d'optimiser les réglages du déroulement du procédé et de chacun de ses paliers, ce qui complique singulièrement la tâche de l'opérateur de production par rapport à un procédé classique.

[0009] De plus, au cours de la production, ou à l'occasion d'un changement du type de produit, les équilibres physiques peuvent évoluer en fonction de paramètres de l'ambiance, ou de paramètres liés au corps creux à l’état de préforme, ou à l’état de récipient final, ou encore en fonction des pressions des récupération, ce qui implique un réajustement du procédé pour demeurer optimum.

[0010] Le technicien est généralement astreint à observer une courbe de pression d'un article en cours de formation, ses différentes phases successives de montée en pression, ses différentes phases successives de dépressurisation, et de se livrer à une interprétation lui permettant de raccourcir ou allonger temporellement chacune des phases sans compromettre l'efficacité industrielle. Il devra encore vérifier sur les autres unités de formage de la machine que son intervention est compatible avec les dispersions éventuelles.

[0011] Le document EP-2.911.860-B1 a déjà proposé d’améliorer un tel procédé en automatisant l’alimentation en fluide de formage à pression intermédiaire ainsi que la récupération du fluide de formage comprimé.

[0012] Ce document propose notamment que lors de chaque phase de montée en pression par injection de fluide de formage dans le corps creux à partir d’un réservoir, ladite phase dure jusqu’à ce que la pression dans le corps creux soit égale à la pression du réservoir moins une constante déterminée, par exemple 0,5 bar. Cela permet notamment de garantir une phase de montée en pression rapide.

[0013] De même, lors d’une phase de récupération de fluide de formage comprimé dans le corps creux vers un réservoir, ladite phase dure jusqu’à ce que la pression dans le corps creux soit égale à la pression de réservoir augmentée d’une constante prédéterminée, par exemple 0,5 bar. Cela permet notamment de garantir une phase de montée en pression rapide.

[0014] On a constaté qu’un tel procédé permettait de garantir un taux de recyclage très élevé de de fluide de formage. Le taux de recyclage est déterminé comme étant le rapport entre la quantité de fluide de formage récupéré sur la quantité de fluide de formage utilisé pendant la totalité d’un cycle de fabrication.

[0015] Un tel procédé est décrit plus en détails aux paragraphes [0036] à [0043] du document précité EP-2.911.860-B 1.

[0016] Cependant, dans certaines circonstances, on a constaté que le taux de recyclage baissait de manière considérable.

[0017] En effet, lors d’une première phase de montée en pression, dite phase de présoufflage, la déformation de la préforme est initiée par montée en pression jusqu’à une pression de présoufflage déterminée. Pour permettre d’obtenir une bonne répartition du matériau constituant les parois du corps creux, il est connu d’injecter le fluide de formage à une pression d’alimentation supérieure à la pression de présoufflage. Pour ce faire, le fluide de formage contenu dans le réservoir associé doit présenter une pression supérieure à ladite pression d’alimentation. Puis ce fluide de formage comprimé est détendu à la pression d’injection avant d’être injecté dans la préforme. De manière collatérale, la pression d’alimentation influence aussi la durée de la phase de présoufflage.

[0018] Or, lorsque la pression d’alimentation présente une valeur très élevée, la phase de récupération du fluide de formage dans le réservoir s’arrête prématurément avant que suffisamment de fluide de formage ait pu être récupéré pour garantir un taux de recyclage élevé.

Résumé de l’invention

[0019] L’invention propose un procédé de fabrication de corps creux en matériau thermoplastiques à l’état de récipients finaux par étirage- soufflage du corps creux à l’état de préforme comportant une succession de cycles de fabrication au cours de chacun desquels un nouveau corps creux est fabriqué, chaque cycle de fabrication comportant au moins les phases successives suivantes de mise sous pression croissante du corps creux :

[0020] - une phase de présoufflage du corps creux à l’état de préforme à une première pression de présoufflage par raccordement à une source de fluide de formage à une première pression d’alimentation de présoufflage ;

[0021] - au moins une phase de soufflage intermédiaire du corps creux à une deuxième pression fluctuante de soufflage intermédiaire par raccordement à un premier réservoir de stockage de fluide de formage à une première pression fluctuante de stockage ;

[0022] - une phase de soufflage final du corps creux à une troisième pression de soufflage final par raccordement à une source de fluide de formage comprimé à une pression supérieure ou égale à ladite pression de soufflage final ;

[0023] chaque cycle comportant ensuite les phases d’échappement du fluide de formage successives suivantes :

[0024] - une première phase de récupération du fluide de formage par raccordement du corps creux au premier réservoir de stockage jusqu’à ce que le fluide de formage présent dans le corps creux présente une première pression fluctuante de récupération ;

[0025] - au moins une deuxième phase de récupération du fluide de formage par raccordement du corps creux à un deuxième réservoir de récupération jusqu’à ce que le fluide de formage présent dans le corps creux présente une deuxième pression fluctuante de récupération ;

[0026] la deuxième pression de soufflage intermédiaire et la première pression de récupération étant commandées chacune à une valeur d’équilibre avec la première pression de stockage,

[0027] la deuxième pression de récupération étant commandée à une valeur d’équilibre avec une deuxième pression fluctuante de stockage du fluide dans le deuxième réservoir de récupération,

[0028] lors de la phase de présoufflage, le corps creux à l’état de préforme étant alimentée par le fluide de formage stocké dans le deuxième réservoir de stockage détendu depuis la deuxième pression de stockage jusqu’à la pression d’alimentation,

[0029] caractérisé en ce que, lorsqu’on cours de fonctionnement une valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation devient inférieure à un seuil prédéterminé, la deuxième pression de soufflage est abaissée à une valeur cible au-dessous de sa valeur d’équilibre lors des cycles suivants.

[0030] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la valeur d’équilibre de la deuxième pression de soufflage intermédiaire est égale à la première pression de stockage diminuée d’une première constante déterminée, par exemple 0,5.

[0031] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la valeur d’équilibre de la première pression de récupération est égale à la première pression de stockage augmentée d’une deuxième constante déterminée, par exemple 0,5 bar.

[0032] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la valeur d’équilibre de la deuxième pression de récupération est égale à la deuxième pression de stockage augmentée d’une troisième constante déterminée, par exemple 0,5 bar.

[0033] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation devient supérieure ou égale au premier seuil prédéterminé, la deuxième pression de soufflage est commandée vers sa valeur d’équilibre lors des cycles suivants.

[0034] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation est calculée à partir des différences entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation calculées sur le cycle précédent.

[0035] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation est égale à la moyenne des différences entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation calculées l’ensemble des cycles depuis le début de la production.

[0036] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, le premier seuil prédéterminé est égal à 1 bar.

[0037] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la deuxième pression de soufflage intermédiaire présente une valeur plancher au-dessous de laquelle elle ne peut pas être commandée.

[0038] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, la deuxième pression de soufflage est commandée en pilotant la durée d’ouverture d’une vanne de raccordement du corps creux avec le premier réservoir de stockage.

[0039] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation devient inférieure ou égale à un troisième seuil prédéterminé inférieur au premier seuil prédéterminé, la deuxième phase de récupération est réalisée chronologiquement avant la première phase de récupération.

[0040] Selon un autre aspect du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention, lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur représentative de la différence entre la deuxième pression de stockage et la première pression d’alimentation devient supérieure ou égale à un quatrième seuil prédéterminé supérieur au troisième seuil prédéterminé, la deuxième pression de soufflage est commandée vers sa valeur cible lors des cycles suivants.

Brève description des figures

[0041] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés.

[0042] La [Fig.1] est une vue en coupe axiale qui représente schématiquement une unité de moulage d’un corps creux apte à mettre en œuvre le procédé selon les enseignements de l’invention.

[0043] La [Fig.2] est un diagramme qui représente l’évolution de la pression de fluide de formage dans le corps creux en fonction du temps dans l’unité de moulage de la [Fig.l] lors de la mise en œuvre du procédé réalisé selon les enseignements de l’invention.

[0044] La [Fig.3] est un schéma-bloc qui représente un exemple de réalisation du procédé selon les enseignements de l’invention.

Description détaillée de l’invention

[0045] Dans la suite de la description, des éléments similaires ou identiques seront désignés par les mêmes références.

[0046] Comme illustré en [Fig.1], une unité 10 de moulage pour étirage- soufflage d'un corps creux 12, initialement à l’état de préforme thermoplastique, comprend un moule formant une cavité 14 de moulage en deux parties pouvant s'écarter pour libérer le corps creux 12 à l’état de récipient final. L'unité 10 de moulage comprend en outre une tuyère 16 de soufflage équipée d'une tige 18 d'élongation mobile verticalement.

[0047] La tuyère 16 de soufflage est raccordée à :

[0048] - un premier réservoir 22 de stockage de fluide de formage à une première pression

RI fluctuante de stockage,

[0049] - un deuxième réservoir 24 de stockage de fluide de formage à une deuxième pression R2 fluctuante de stockage ;

[0050] - une source 26 de fluide de formage à pression R3 maximale, par exemple environ

40 bars.

[0051] Pour la suite de la description et dans les revendications, le terme « pression déterminé » signifie que la pression est commandée pour tendre vers une pression de consigne fixe, tandis que le terme « pression fluctuante » signifie que la pression est susceptible de varier librement au cours du procédé en fonction de divers paramètres comme cela sera expliqué par la suite.

[0052] Le premier réservoir 22 de stockage est raccordé à la tuyère 16 par l’intermédiaire d’une conduite d’alimentation dans laquelle une première vanne 20A est interposée. La tuyère 16 est aussi raccordée au premier réservoir 22 de stockage par l’intermédiaire d’une conduite de récupération dans laquelle une deuxième vanne 21 A est interposée.

[0053] Le deuxième réservoir 24 de stockage est raccordé à la tuyère 16 par l’intermédiaire d’une conduite d’alimentation dans laquelle une troisième vanne 20B est interposée. La tuyère 16 est aussi raccordée au deuxième réservoir 24 de stockage par l’intermédiaire d’une conduite de récupération dans laquelle une quatrième vanne 21B est interposée.

[0054] En variante non représentée, le premier réservoir 22 de stockage peut être lié à la tuyère 16 par une unique conduite par laquelle le fluide de formage peut circuler dans un sens ou dans l’autre en fonction de la pression régnant dans le corps creux. Dans ce cas, une unique vanne est interposée dans la conduite unique. Cette vanne joue alternativement le rôle de la première vanne 20A et de la deuxième vanne 21 A. [0055] En outre, au moins un organe 27 de commande de la pression est interposé dans la conduite d’alimentation du deuxième réservoir 24 de stockage, ici en amont de la troisième vanne 20B. L’organe 27 de commande de la pression est commandée de manière que la pression et le débit de fluide de formage alimentant la tuyère 16 par l’intermédiaire de la troisième vanne 20B puisse varier.

[0056] Ledit organe 27 de commande de la pression est ici formé par une restriction de passage commandée du fluide de formage.

[0057] En variante non représentée de l’invention, l’organe 27 de commande comporte en outre aussi un détendeur qui permet de participer à la mise du fluide de formage à la pression d’alimentation.

[0058] Généralement, l’unité 10 de moulage est agencée dans une station de formage (non représentée) comportant plusieurs unités 10 de moulage identiques. Dans ce cas, les réservoirs 22, 24 de stockage peuvent être commun à plusieurs unités 10 de moulage.

[0059] La source 26 de soufflage à pression maximale est raccordée à la tuyère 16 par l’intermédiaire d’une conduite d’alimentation dans laquelle une cinquième vanne 20C est interposée.

[0060] Le fluide de formage est ici formé par de l’air.

[0061] La pression maximale est par exemple de l’ordre de 40 bars.

[0062] La tuyère 16 de soufflage est aussi raccordée à la pression atmosphérique par l’intermédiaire d’une conduite d’échappement équipée d’un silencieux 28. Une sixième vanne 21C est interposée dans la conduite d’échappement.

[0063] Un premier capteur 30 de pression est agencé dans la tuyère 16 de manière à mesurer la pression instantanée qui règne dans le corps creux 12.

[0064] Un deuxième capteur 32 de pression est agencé dans le premier réservoir 22 pour mesurer la pression instantanée du fluide de formage qu’il contient.

[0065] Un troisième capteur 34 de pression est agencé dans le deuxième réservoir 24 pour mesurer la pression instantanée du fluide de formage qu’il contient.

[0066] Le corps creux 12 à l’état de préforme comprend un col 36 et un corps 38 qui est préchauffé avant d'être introduit dans la cavité 14. Lors de l'étirage- soufflage, la cavité 14 est fermée autour du corps 38, la tuyère 16 de soufflage s'accouple sur le col 36 et le capteur 30 peut alors mesurer la pression dans le corps 38.

[0067] Une unité 40 électronique de commande permet de commander l’ensemble des vannes 20A, 20B, 20C, 21A, 21B, 21C. L’unité 40 électronique de commande est ici en communication avec les capteurs 30, 32, 34 de pression pour que ces derniers puissent lui transmettre le résultat des mesures de pression. Par la suite, les différentes pressions de fluide de formage à l’intérieur du corps creux 12 sont commandées en pilotant la durée d’ouverture des vannes 20A, 20B, 20C, 21A, 21B, 21C.

[0068] L’unité 40 électronique de commande permet aussi de commander l’organe 27 de commande de la pression pour piloter la pression d’alimentation.

[0069] Lors de la mise en œuvre du procédé de fabrication, l’unité 10 de moulage fabriquent successivement plusieurs récipients finaux lors de cycles de fabrication successifs. Au cours de chaque cycle de fabrication, un nouveau corps creux 12 à l’état de récipient final est fabriqué à partir dudit corps creux 12 à l’état de préforme.

[0070] Lorsque l’unité 10 de moulage est en cours de fonctionnement, la pression RI, R2 de stockage dans les réservoirs 22, 24 de stockage est comprise entre la pression atmosphérique et la pression R3 maximale. La pression RI de stockage dans le premier réservoir 22 de stockage est supérieure à la pression R2 de stockage dans le deuxième réservoir 24 de stockage. Le procédé fonctionne selon un mode dit « normal », comme illustré à la [Fig.3].

[0071] En outre, les consignes de la pression PI d’alimentation, de la pression Pfl de présoufflage et de la pression Pf3 de soufflage final sont données à l’unité 40 électronique de commande préalablement au début du procédé, comme indiqué par la case « E » du schéma-bloc de la [Fig.3].

[0072] Chaque cycle de fabrication comportant des phases successives de mise sous pression croissante du corps creux 12.

[0073] Lors d’une première phase SI de présoufflage du corps creux 12, comprise entre les temps tO et tl dans le diagramme représenté à la [Fig.2], le corps creux 12, à l’état de préforme, est mis sous pression à une première pression Pfl de présoufflage. La mise sous pression est effectuée par ouverture de la troisième vanne 20B, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le fluide de formage est ainsi injecté à la première pression PI d’alimentation par le deuxième réservoir 24 de stockage via l’organe 27 de commande de la pression. Ainsi, lors de cette première phase SI de présoufflage, la pression R2 de stockage dans le deuxième réservoir 24 de stockage diminue graduellement.

[0074] La troisième vanne 20B est commandée par l’unité 40 électronique de commande. En général, le temps d’ouverture de la troisième vanne 20B est déterminé par des calculs ou par des tests en fonction de la géométrie du corps creux à l’état de préforme afin de pouvoir atteindre la pression Pfl de présoufflage.

[0075] La pression Pfl de présoufflage est généralement une pression déterminée en fonction de la géométrie du corps creux 12 à l’état de préforme, soit par des calculs, soit par des tests en laboratoire. La consigne de pression Pfl de présoufflage peut éventuellement être ajustée manuellement par un opérateur.

[0076] Lors de cette première phase SI de présoufflage, le corps 38 préchauffé commence à se dilater et la pression dans le corps 38 augmente sous l’effet de l’injection du fluide de formage sous pression. Au cours de cette première phase SI, la tige 18 d'élongation descend dans le corps 38 pour l'étirer axialement. Cela affine la paroi du corps 38 et augmente rapidement le volume intérieur du corps 38 jusqu'à ce que le corps ait la longueur de la cavité 14.

[0077] La première pression PI d’alimentation est une pression déterminée. Elle peut être soit prédéterminée en fonction de la géométrie du corps creux 12 et du temps requis pour la durée de la phase SI de présoufflage. Cette pression PI d’alimentation est généralement déterminée pour obtenir une bonne répartition du matériau constituant les parois du corps creux durant la phase de présoufflage afin d’obtenir un récipient final de bonne qualité.

[0078] Plus la pression PI d’alimentation sera élevée, plus la phase SI de présoufflage sera brève. Cette pression PI d’alimentation peut éventuellement être ajustée manuellement par un opérateur, par exemple que ce dernier souhaite raccourcir la durée de chaque cycle de fabrication.

[0079] Puis vient une étape de soufflage global qui permet de transformer le corps creux 12 en récipient final. Lors de cette étape, le corps 38 continue de se dilater jusqu'à être plaqué contre la paroi de la cavité 14. Cette étape de soufflage comprend deux phases S2, S3 suivantes.

[0080] La phase SI de présoufflage est suivie d’au moins une phase S2 de soufflage intermédiaire du corps creux 12, à l’état de récipient intermédiaire, comprise entre les temps tl et t2. Lors de cette phase, la pression dans le corps creux 12 est montée depuis la première pression Pfl de présoufflage jusqu’à une deuxième pression Pf2 fluctuante de soufflage intermédiaire. La deuxième pression Pf2 fluctuante de soufflage intermédiaire est ainsi supérieure à la pression Pfl de présoufflage. La mise sous pression est effectuée par ouverture de la première vanne 20A, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le corps creux 12 est ainsi alimenté en fluide de formage par le premier réservoir 22 de stockage de fluide de formage à la première pression RI fluctuante de stockage.

[0081] La deuxième pression Pf2 fluctuante de soufflage intermédiaire est commandée automatiquement à une valeur d’équilibre « VI » avec la première pression RI fluctuante de stockage. La pression RI fluctuante de stockage baisse lors de la première phase SI de présoufflage jusqu’à ce que la pression Pf2 fluctuante atteigne sa valeur d’équilibre « VI ».

[0082] La deuxième pression Pf2 de soufflage intermédiaire étant fluctuante d’un cycle à l’autre, la durée de la phase S2 de soufflage intermédiaire est aussi fluctuante. Ainsi, l’instant t2 est susceptible de varier en fonction de la valeur d’équilibre « VI » de la pression Pf2 de soufflage intermédiaire.

[0083] La valeur d’équilibre « VI » de la deuxième pression Pf2 fluctuante de soufflage intermédiaire est égale à la première pression RI de stockage diminuée d’une constante Kl déterminée, selon l’équation suivante : [0084] Pf2 = RI - Kl

[0085] L’ouverture de la première vanne 20A est ainsi commandée par l’unité 40 électronique de commande en fonction de la pression mesurée par le capteur 32 de pression associée au premier réservoir 22 de stockage et en fonction de la pression mesurée par le capteur 30 de pression associé à la tuyère 16. La pression est monitorée par lesdits capteurs 30, 32 de pression tout au long de la phase SI de présoufflage pour permettre de prendre en compte la baisse de la première pression RI de stockage.

[0086] La constante Kl déterminée est de préférence supérieure strictement à 0 bar et elle est de préférence inférieure ou égale à 1 bar.

[0087] En effet, si la constante Kl était égale à 0, la durée de la phase S2 de soufflage intermédiaire risquerait d’être trop longue. En outre, une constante Kl de valeur nulle ou négative risque de provoquer des phénomènes de résonnance et de variation indésirable de la pression dans le corps creux 12.

[0088] De même, si la constante Kl était supérieure à 1 bar, le taux de recyclage du fluide de formage en serait affecté négativement.

[0089] La constante Kl est par exemple égale 0,5 bar.

[0090] Par ailleurs, pour garantir un bon fonctionnement de l’unité 10 de moulage, la deuxième pression Pf2 de soufflage intermédiaire présente une valeur plancher au- dessous de laquelle elle ne peut pas être commandée. Cette valeur de plancher correspond à un temps minimal d’ouverture de la première vanne 20A, par exemple de 40 ms. Ce temps minimal correspond au temps de réponse minimal de la première vanne 20A.

[0091] La phase S2 de soufflage est suivie d’une phase S3 de soufflage final du corps creux 12, à l’état de récipient intermédiaire, entre les temps tl et t3. Lors de cette phase, la pression dans le corps creux 12 augmente depuis la deuxième pression Pf2 de soufflage intermédiaire jusqu’à une troisième pression Pf3 de soufflage final. La troisième pression Pf3 de soufflage final est ainsi supérieure à la pression Pf2 de soufflage intermédiaire. La mise sous pression est effectuée par ouverture de la cinquième vanne 20C, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le corps creux 12 est ainsi alimenté en fluide de formage par la source de fluide de formage comprimé à la pression R3 maximale. La cinquième vanne 20C est commandée par l’unité 40 électronique de commande notamment en fonction de la pression mesurée par le capteur 30 de pression de la tuyère 16.

[0092] La pression R3 maximale est une pression déterminée qui est supérieure ou égale à ladite pression Pf3 de soufflage final.

[0093] La pression Pf3 de soufflage final est aussi une pression déterminée notamment en fonction de la géométrie du corps creux 12 et en fonction de la géométrie du récipient final, soit par des calculs, soit par des tests en laboratoire. La consigne de pression Pf3 de soufflage final peut éventuellement être ajustée manuellement par un opérateur.

[0094] A l’issue de cette phase S3 de soufflage final, le corps creux 12 à l’état de récipient final est maintenue à ladite pression Pf3 de soufflage final entre les temps t3 et t4 pendant une phase S4 de maintien.

[0095] Chaque cycle comportant ensuite des phases d’échappement du fluide de formage successives jusqu’à ce que le corps creux 12 à l’état de récipient final soit à la pression atmosphérique. Le maintien de la pression Pf3 de soufflage final permet au récipient ainsi fabriqué d'épouser tous les détails de forme imposés par la cavité 14.

[0096] Bien que le récipient soit terminé, on ne peut pas ouvrir le moule directement pour récupérer le récipient car l'air y est encore à 40 bars. Il faut baisser la pression dans le récipient avant d'ouvrir le moule.

[0097] Ainsi, la phase S4 de maintien est suivie d’une première phase S5 de récupération du fluide de formage entre les temps t4 et t5. Lors de cette première phase S5 de récupération, la pression dans le corps creux 12 diminue depuis la pression Pf3 de soufflage final jusqu’à une première pression Prl fluctuante de récupération. La première pression Prl fluctuante de récupération est ainsi inférieure à la pression Pf3 de soufflage final. L’échappement du fluide de formage est effectué par ouverture de la deuxième vanne 21A, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le fluide de formage est ainsi évacué vers le premier réservoir 22 de stockage.

[0098] La première pression Prl de récupération est commandées automatiquement à une valeur d’équilibre avec la première pression RI de stockage. La pression RI de stockage augmente lors de la première phase S5 de récupération jusqu’à ce que la pression Prl de récupération atteigne sa valeur d’équilibre.

[0099] La première pression Prl de récupération étant fluctuante d’un cycle à l’autre, la durée de la première phase S5 de récupération est aussi fluctuante. Ainsi, l’instant t5 est susceptible de varier en fonction de la valeur d’équilibre de la première pression Prl de récupération.

[0100] L’ouverture de la deuxième vanne 21 A est ainsi commandée par l’unité 40 électronique de commande en fonction de la pression mesurée par le capteur 32 de pression associé au premier réservoir 22 de stockage et en fonction de la pression mesurée par le capteur 30 de pression associé à la tuyère 16. La pression est monitorée par lesdits capteurs 30, 32 de pression tout au long de la première phase S5 de récupération pour prendre en compte l’augmentation de la première pression RI de stockage.

[0101] La valeur d’équilibre de la première pression Prl fluctuante de récupération est égale à la première pression RI de stockage augmentée d’une constante K2 déterminée, selon l’équation suivante :

[0102] Prl = RI + K2

[0103] La constante K2 déterminée est de préférence supérieure strictement à 0 bar et elle est de préférence inférieure ou égale à 1 bar.

[0104] En effet, si la constante K2 était égale à 0, la durée de la première phase S5 de récupération risquerait d’être trop longue. En outre, une constante K2 de valeur nulle ou négative risque de provoquer des phénomènes de résonnance et de variation indésirable de la pression dans le corps creux 12.

[0105] De même, si la constante K2 était supérieure à 1 bar, le taux de recyclage du fluide de formage en serait affecté négativement.

[0106] La constante K2 est par exemple égale 0,5 bar.

[0107] Par ailleurs, pour garantir un bon fonctionnement de l’unité 10 de moulage, la première pression Prl de soufflage intermédiaire présente une valeur plafond au-dessus de laquelle elle ne peut pas être commandée. Cette valeur plafond correspond à un temps minimal d’ouverture de la deuxième vanne 21A, par exemple de 40 ms. Ce temps minimal correspond au temps de réponse minimal de la deuxième vanne 21A.

[0108] La première phase S5 de récupération est suivie d’au moins une deuxième phase S6 de récupération du fluide de formage entre les temps t5 et t6. Lors de cette deuxième phase S6 de récupération, la pression dans le corps creux 12 diminue depuis la première pression Prl de récupération jusqu’à une deuxième pression Pr2 fluctuante de récupération. La deuxième pression Pr2 fluctuante de récupération est ainsi inférieure à la première pression Prl de récupération. L’échappement du fluide de formage est effectué par ouverture de la quatrième vanne 21B, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le fluide de formage est ainsi évacué vers le deuxième réservoir 24 de stockage.

[0109] La deuxième pression Pr2 de récupération est commandée automatiquement à une valeur d’équilibre avec la deuxième pression R2 fluctuante de stockage du fluide dans le deuxième réservoir 24 de récupération. La deuxième pression R2 de stockage augmente lors de la deuxième phase S6 de récupération jusqu’à ce que la deuxième pression Pr2 de récupération atteigne sa valeur d’équilibre.

[0110] La première pression Prl de récupération et la deuxième pression Pr2 de récupération étant fluctuantes d’un cycle à l’autre, la durée de la deuxième phase S6 de récupération est aussi fluctuante. Ainsi, les instants t5 et t6 sont susceptibles de varier en fonction de la valeur d’équilibre de la première pression Prl de récupération et en fonction de la valeur d’équilibre de la deuxième pression Pr2 de récupération.

[0111] L’ouverture de la quatrième vanne 21B est ainsi commandée par l’unité 40 électronique de commande en fonction de la pression mesurée par le capteur 34 de pression associé au deuxième réservoir 24 de stockage et en fonction de la pression mesurée par le capteur 30 de pression associé à la tuyère 16. La pression est monitorée par lesdits capteurs 30, 34 de pression tout au long de la deuxième phase S6 de récupération pour prendre en compte l’augmentation de la deuxième pression R2 de stockage. [0112] La valeur d’équilibre de la deuxième pression Pr2 de récupération est égale à la deuxième pression R2 de stockage augmentée d’une constante K3 déterminée selon l’équation suivante :

[0113] Pr2 = R2 + K3

[0114] La constante K3 déterminée est de préférence supérieure strictement à 0 bar et elle est de préférence inférieure ou égale à 1 bar.

[0115] En effet, si la constante K3 était égale à 0, la durée de la deuxième phase S6 de récupération risquerait d’être trop longue. En outre, une constante K3 de valeur trop faible risque de provoquer des phénomènes de résonnance et de variation indésirable de la pression dans le corps creux 12.

[0116] De même, si la constante K3 était supérieure à 1 bar, le taux de recyclage du fluide de formage en serait affecté négativement.

[0117] La constante K3 est par exemple égale 0,5 bar.

[0118] Par ailleurs, la deuxième pression Pr2 de récupération dépend d’un temps minimal d’ouverture de la quatrième vanne 21B, par exemple de 40 ms. Ce temps minimal correspond au temps de réponse minimal de la quatrième vanne 21B.

[0119] Enfin, la deuxième phase S6 de récupération est suivie d’une dernière phase S7 d’échappement du fluide de formage entre les temps t6 et t7. Lors de cette dernière phase S7 d’échappement, la pression dans le corps creux 12 diminue depuis la deuxième pression Pr2 de récupération jusqu’à la pression atmosphérique. La deuxième pression Pr2 fluctuante de récupération est ainsi supérieure à la pression atmosphérique. L’échappement du fluide de formage est effectué par ouverture de la sixième vanne 21C, tandis que toutes les autres vannes sont fermées. Le fluide de formage est ainsi évacué vers l’atmosphère par l’intermédiaire du silencieux 28.

[0120] Enfin, à l'instant t7, déterminé par la cadence de la machine d'étirage- soufflage, le moule s'ouvre. C'est-à-dire que la tuyère 16 de soufflage se relève et la cavité 14 s'écarte pour libérer le récipient terminé.

[0121] L’unité 10 de moulage comporte deux réservoirs 22, 24 de stockage permettant de recycler le fluide de formage. On comprend que l’unité de moulage peut comprendre plus de deux réservoirs de stockage. Le cycle de soufflage comprendra des phases successives de soufflage intermédiaire et tout autant de phases de récupérations.

[0122] Dans un tel procédé, les pressions RI, R2 de stockage dans les réservoirs 22, 24 fluctuent librement, ce qui permet d’obtenir un taux de recyclage du fluide de formage très performant et une durée de cycle optimisée.

[0123] Cependant, il peut arriver que la pression PI d’alimentation lors de la première phase S 1 de présoufflage soit commandée de manière à être très élevée. Ceci peut être une conséquence de différents paramètres inhérents au récipient à être fabriqué, tel que la géométrie du corps creux à l’état de préforme, la géométrie du corps creux à l’état final. La consigne de pression PI d’alimentation peut aussi être augmentée manuellement par un opérateur dans le but de raccourcir la durée des cycles de fabrication pour répondre à des contraintes de productivité.

[0124] Lorsque la pression PI devient trop élevée, elle risque de s’approcher de la deuxième pression R2 de stockage dans le deuxième réservoir 24 de stockage. Il en résulte que, lors de la première phase SI de présoufflage, l’alimentation en fluide de formage du corps creux 12 par le deuxième réservoir 24 via l’organe 27 de commande de la pression risque d’être moins efficace, plus lente, voire impossible. L’unité 10 de moulage devrait alors fonctionner sans recycler le fluide de formage du deuxième réservoir 24, le corps creux 12 étant alimenté par une source de fluide de formage comprimé non recyclé. Le taux de recyclage de fluide de formage s’en trouverait donc fortement diminué.

[0125] Pour éviter cette situation et maintenir un taux de recyclage optimal, l’invention propose que le procédé bascule dans un mode dit « alternatif », illustré par la [Fig.3].

[0126] Pour ce faire, on calcul un critère A qui est égal à la différence entre :

- La plus petite pression parmi la première pression RI de stockage et la deuxième pression R2 de stockage, et

- La première pression PI d’alimentation.

[0127] En cours de fonctionnement normal, c’est la deuxième pression R2 qui est la plus faible.

[0128] Lorsqu’on cours de fonctionnement, le critère A représentatif de la différence entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation devient inférieure à un premier seuil « Thl » prédéterminé, la deuxième pression Pf2 de soufflage est abaissée au-dessous de sa valeur d’équilibre « VI » lors des cycles suivants.

[0129] Le premier seuil « Thl » prédéterminé est de préférence strictement supérieur à 0 et inférieur à 4 bars. Plus préférentiellement, il est compris entre 0,5 bar et 1,5 bars pour garantir un taux de recyclage optimal. Il est par exemple égal à 1 bar.

[0130] Le critère A est calculée par l’unité 40 électronique de commande à partir de la mesure fournie par le capteur 34 de pression associé au deuxième réservoir 24 de stockage et à partir de la valeur de consigne de la pression PI d’alimentation.

[0131] De préférence, le critère A est directement constitué par la différence entre la deuxième pression R2 de stockage et la pression PI d’alimentation, selon l’équation : [0132] A = R2 - P1

[0133] Lorsque le critère A ainsi calculé est inférieur au premier seuil Thl sur un cycle, la deuxième pression Pf2 de soufflage est abaissée à une nouvelle valeur cible « V2 » inférieure à sa valeur d’équilibre « VI » lors du cycle suivant.

[0134] En variante de l’invention, le critère A représentatif de la différence entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation est calculée à partir des différences entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation calculées sur plusieurs cycles consécutifs. Par exemple, elle est égale à la moyenne des différences entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation calculées l’ensemble des cycles depuis le début de la production.

[0135] La nouvelle valeur cible « V2 » est par exemple la valeur de plancher de la pression Pf2 de soufflage intermédiaire.

[0136] En variante, la nouvelle valeur cible « V2 » est la valeur d’équilibre « VI » de laquelle est retranchée une nouvelle constante K4 selon l’équation :

[0137] Pf2 = RI - Kl - K4

[0138] Cette nouvelle constante K4 est par exemple égale à 0,5 bar.

[0139] En variante, la constante K4 est calculée selon l’équation suivante :

[0140] K4 = RI - Pfl - Thl - PI

[0141] En abaissant la pression Pf2 de soufflage intermédiaire, la durée de la phase S2 de soufflage intermédiaire est réduite et moins de fluide de formage est ainsi injecté depuis le premier réservoir RI vers le corps creux 12. En conséquence, la première pression RI de stockage dans le premier réservoir 22 diminue moins pendant la phase S2 de soufflage intermédiaire. De ce fait, la première pression Prl de récupération est plus élevée, et la durée de la première phase S5 de récupération est réduite. En conséquence la deuxième phase S6 de récupération commence plus tôt, ce qui permet de récupérer une plus grande quantité de fluide de formage dans le deuxième réservoir 24 dont la pression R2 de stockage peut augmenter plus rapidement pour que le critère A représentatif de la différence entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation puisse augmenter.

[0142] Tant que le critère A ne redevient pas supérieur ou égal audit premier seuil Thl prédéterminé, le procédé continue à fonctionner avec cette nouvelle valeur cible « V2 » pour la pression Pf2 de soufflage intermédiaire.

[0143] Lorsqu’on cours de fonctionnement le critère A redevient supérieur ou égal au premier seuil Thl prédéterminé, la deuxième pression Pf2 de soufflage est de nouveau commandée vers sa valeur d’équilibre « VI » lors des cycles suivants.

[0144] En variante non représentée de l’invention, la deuxième pression Pf2 de soufflage est de nouveau commandée vers sa valeur d’équilibre « VI » lorsque le critère A devient supérieur ou égal à un deuxième seuil « Th2 » supérieur au premier seuil Thl prédéterminé, par exemple supérieur ou égal à 1,25 bar.

[0145] Si malgré tout, le critère A continue à baisser et devient inférieure à un troisième seuil « Th3 » prédéterminé, le procédé selon l’invention propose de fonctionner selon un mode « inversé » dans lequel la première phase S5 de récupération et la deuxième phase S6 de récupération sont inversées chronologiquement. Cette solution permet de continuer à recycler du fluide de formage dans les deux réservoirs 22, 24 de stockage, limitant ainsi la baisse du taux de recyclage.

[0146] Dans ce mode « inversé », la première pression RI de stockage devient inférieure à la deuxième pression R2 de stockage. Dans ce cas, le critère A est représentatif de la différence entre la première pression RI de stockage et la première pression PI d’alimentation. Il est directement constitué par la différence entre la première pression RI de stockage et la pression PI d’alimentation, selon l’équation :

[0147] A = RI - PI

[0148] Dans ce mode « inversé », la phase S2 de soufflage intermédiaire peut ne pas avoir lieu. Dans ce cas, la phase S3 de soufflage final succède directement à la phase SI de présoufflage en fonction des pressions de stockage RI et R2.

[0149] Le troisième seuil « Th3 » prédéterminé est inférieur au premier seuil « Thl » prédéterminé et il est de préférence strictement supérieur à 0. Le troisième seuil Th3 prédéterminé est par exemple égal à 0,75 bar.

[0150] La deuxième pression Pf2 de soufflage est de nouveau commandée vers sa valeur cible « V2 » lorsque le critère A représentatif de la différence entre la première pression RI de stockage et la pression PI d’alimentation devient supérieur ou égal à un quatrième seuil « Th4 » supérieur au troisième seuil « Th3 » prédéterminé, par exemple supérieur ou égal à 1 bar.

[0151] Lorsqu’on cours de fonctionnement la valeur A représentative de la différence entre la deuxième pression R2 de stockage et la première pression PI d’alimentation redevient supérieure ou égale au premier seuil Thl prédéterminé, la deuxième pression Pf2 de soufflage est de nouveau commandée vers sa valeur d’équilibre « VI » lors des cycles suivants.

[0152] Le procédé de l’invention permet ainsi un mode de fonctionnement alternatif permettant de conserver un taux de recyclage assez élevé même en cas de pression PI d’alimentation qui s’approche de la deuxième pression R2 de stockage.

Claims

Revendications

[Revendication 1] Procédé de fabrication de corps creux (12) en matériau thermoplastiques à l’état de récipients finaux par étirage- soufflage du corps creux (12) à l’état de préforme comportant une succession de cycles de fabrication au cours de chacun desquels un nouveau corps creux (12) est fabriqué, chaque cycle de fabrication comportant au moins les phases successives suivantes de mise sous pression croissante du corps creux (12) :

- une phase (SI) de présoufflage du corps creux (12) à l’état de préforme à une première pression (Pfl) de présoufflage par raccordement à une source de fluide de formage à une première pression (PI) d’alimentation de présoufflage ;

- au moins une phase (S2) de soufflage intermédiaire du corps creux (12) à une deuxième pression (Pf2) fluctuante de soufflage intermédiaire par raccordement à un premier réservoir (22) de stockage de fluide de formage à une première pression (RI) fluctuante de stockage ;

- une phase (S3) de soufflage final du corps creux à une troisième pression (Pf3) de soufflage final par raccordement à une source (R3) de fluide de formage comprimé à une pression supérieure ou égale à ladite pression (Pf3) de soufflage final ; chaque cycle comportant ensuite les phases d’échappement du fluide de formage successives suivantes :

- une première phase (S 5) de récupération du fluide de formage par raccordement du corps creux (12) au premier réservoir (22) de stockage jusqu’à ce que le fluide de formage présent dans le corps creux présente une première pression (Prl) fluctuante de récupération ;

- au moins une deuxième phase (S6) de récupération du fluide de formage par raccordement du corps creux (12) à un deuxième réservoir (24) de récupération jusqu’à ce que le fluide de formage présent dans le corps creux (12) présente une deuxième pression (Pr2) fluctuante de récupération ; la deuxième pression (Pf2) de soufflage intermédiaire et la première pression (Prl) de récupération étant commandées chacune à une valeur d’équilibre avec la première pression (RI) de stockage, la deuxième pression (Pr2) de récupération étant commandée à une valeur d’équilibre avec une deuxième pression (R2) fluctuante de stockage du fluide dans le deuxième réservoir (24) de récupération, lors de la phase (SI) de présoufflage, le corps creux (12) à l’état de préforme étant alimentée par le fluide de formage stocké dans le deuxième réservoir (24) de stockage détendu depuis la deuxième pression (R2) de stockage jusqu’à la pression (PI) d’alimentation, caractérisé en ce que, lorsqu’on cours de fonctionnement une valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation devient inférieure à un seuil (Thl) prédéterminé, la deuxième pression (Pf2) de soufflage est abaissée à une valeur cible (V2) au-dessous de sa valeur d’équilibre (VI) lors des cycles suivants.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur d’équilibre (VI) de la deuxième pression (Pf2) de soufflage intermédiaire est égale à la première pression (RI) de stockage diminuée d’une première constante (Kl) déterminée, par exemple 0,5.

[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur d’équilibre de la première pression (Prl) de récupération est égale à la première pression (RI) de stockage augmentée d’une deuxième constante (K2) déterminée, par exemple 0,5 bar.

[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur d’équilibre de la deuxième pression (Pr2) de récupération est égale à la deuxième pression (R2) de stockage augmentée d’une troisième constante (K3) déterminée, par exemple 0,5 bar.

[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation devient supérieure ou égale au premier seuil (Thl) prédéterminé, la deuxième pression (Pf2) de soufflage est commandée vers sa valeur d’équilibre (VI) lors des cycles suivants.

[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation est calculée à partir des différences entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation calculées sur le cycle précédent.

[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation est égale à la moyenne des différences entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation calculées l’ensemble des cycles depuis le début de la production.

[Revendication 8] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier seuil (Thl) prédéterminé est égal à 1 bar.

[Revendication 9] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième pression (Pf2) de soufflage intermédiaire présente une valeur plancher au-dessous de laquelle elle ne peut pas être commandée.

[Revendication 10] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième pression (Pf2) de soufflage est commandée en pilotant la durée d’ouverture d’une vanne (20A) de raccordement du corps creux (12) avec le premier réservoir (22) de stockage.

[Revendication 11] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation devient inférieure ou égale à un troisième seuil (Th3) prédéterminé inférieur au premier seuil (Thl) prédéterminé, la deuxième phase (S6) de récupération est réalisée chronologiquement avant la première phase (S5) de récupération.

[Revendication 12] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsqu’on cours de fonctionnement, la valeur (A) représentative de la différence entre la deuxième pression (R2) de stockage et la première pression (PI) d’alimentation devient supérieure ou égale à un quatrième seuil (Th4) prédéterminé supérieur au troisième seuil (Th3) prédéterminé, la deuxième pression (Pf2) de soufflage est commandée vers sa valeur cible (V2) lors des cycles suivants.