FR2515101A1 - Machine de production d'articles a orientation biaxiale a partir de preformes thermoplastiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE DE PRODUCTION A CADENCE ELEVEE DE BOUTEILLES THERMOPLASTIQUES A ORIENTATION MOLECULAIRE. LA MACHINE COMPORTE UN CHASSIS, DES ELEMENTS DE SUPPORT DE PREFORMES THERMOPLASTIQUES, UN DISPOSITIF 300 DE MOULAGE PAR SOUFFLAGE POUR L'EXPANSION DES PREFORMES QUI COMPREND UNE BASE 304, DES PLATEAUX LATERAUX FIXES 306, 308 ET UN ELEMENT SUPERIEUR 302, AINSI QUE DES BARRES 340, 342 DE GUIDAGE DES MOULES. UN PREMIER 322, 324, 326 ET UN SECOND 328, 330, 332 GROUPES DE PARTIES DE MOULES FORMENT DES CAVITES DE MOULAGE. DES ACTIONNEURS HYDRAULIQUES 352, 354 COMMANDENT LES BARRES. APPLICATION A LA FABRICATION DES BOUTEILLES THERMOPLASTIQUES.

Description

L'invention concerne d'une manière générale

la production de récipients thermoplastiques à orienta-

tion biaxiale, utilisés principalement pour l'embouteil-

lage de boissons L'invention concerne en particulier la production à cadence élevée de tels articles à partir de

préformes moulées par injection.

Des bouteilles pour boissons en matière thermo-

plastique à orientation biaxiale sont produites principa-

lement sur deux types d'équipement Le premier de ces types, à savoir une machine intégrée, combine l'opération

de moulage par injection réalisant la préforme à l'opéra-

tion de moulage par soufflage produisant la bouteille.

En général, un tel équipement comprend un appareil de

conditionnement thermique placé entre les postes de mou-

lage par injection et de moulage par soufflage afin de -

régler la température de la matière thermoplastique à un niveau convenant au moulage par soufflage Cet appareil

de conditionnement thermique peut effectuer un refroi-

dissement et un réchauffage des préformes nouvellement produites De façon typique, un tel équipement transporte les préformes à partir du poste de moulage par injection en les faisant passer dans les autres postes de travail au moyen d'un dispositif de serrage et de moulage qui forme la partie à boucher de la bouteille finie Par conséquent, l'appareil de transport des préformes doit être capable d'un positionnement précis et il doit être

suffisamment rigide pour permettre à la fois les opéra-

tions de moulage par injection et de moulage par souf-

flage. Le second type d'équipement travaille sur des

préformes préfabriquées et il comprend un appareil des-

tiné à réchauffer les préformes à une température conve-

nant à leur orientation moléculaire pendant le moulage

par soufflage, ainsi qu'un appareil de moulage par souf-

flage Ce type d'équipement est connu sous le nom de

machine à réchauffer et souffler Dans ce type d'équipe-

ment, les préformes sont transférées d'éléments de transport sur des parties de moule avant le soufflage,

au cours d'une opération qui exige un équipement supplé-

mentaire de manutention des articles par rapport à l'équi-

pement du type intégré.

Dans les deux types d'équipement,un groupe de bouteilles est moulé par soufflage par fermeture d'un jeu unique de parties de moule de façon qu'elles entourent, au maximum, une rangée de préformes Les actionneurs de fermeture du moule travaillent individuellement sur les parties du moule constituant le groupe, et les forces de serrage nécessaires pour vaincre les forces de dilatation des bouteilles sont réparties entre ces actionneurs Par conséquent, la cadence de production des bouteilles est limitée par le nombre de bouteilles pouvant être produites simultanément par un équipement travaillant sur une seule rangée d'articles Etant donné qu'un accroissement de la

densité des rangées est limité par la dimension des bou-

teilles et les forces développées dans ce processus,

l'accroissement des cadences de production exige d'allon-

ger les rangées et, par conséquent, d'accroître l'encom-

brement des machines.

L'invention a donc pour objet une machine de moulage par soufflage qui peut travailler simultanément sur plus d'un groupe de parties de moule L'invention a également pour objet de minimiser l'encombrement demandé par la machine de moulage travaillant simultanément sur plusieurs groupes de parties de moule L'invention a pour autre objet des moyens de moulage pouvant recevoir des préformes d'articles et travailler sur ces préformes qui sont maintenues par des éléments modulaires de support

n'exigeant pas d'être alignés avec précision sur l'équi-

pement de moulage.

L'invention concerne donc une machine consti-

tuant un équipement du type à réchauffer et souffler, qui

conditionne thermiquement des préformes produites préala-

blement et moule par soufflage, dans des matrices, les préformes ainsi conditionnées thermiquement, ce qui donne une cadence de production élevée tout en minimisant l'encombrement global de la machine En outre, des moyens de transport des articles évitent d'avoir à transférer les articles d'éléments de support vers des parties de moule pour le soufflage, ce qui réduit l'importance des équipe-

ments de manipulation des articles autrement nécessaires.

Dans une forme de réalisation de l'invention décrite plus en détail ciaprès, une machine comporte un

poste de chargement des préformes, un poste de conditionne-

ment thermique, un poste de moulage par soufflage et un poste d'éjection Ces postes sont tous desservis par des éléments de support d'articles transportés sur des circuits fermés

définis par des chemins de guidage et des chaînes de trans-

port qui supportent lesdits éléments Les circuits fermés définissent en outre des chemins parallèles au grand axe du châssis de la machine et dans lesquels des colonnes d'articles sont transportées, les colonnes étant définies

par les éléments de support des articles Des rangées d'ar-

ticles sont formées par l'alignement des éléments de sp-

port dans des chemins adjacents, et les rangées et les colonnes forment ensemble des matrices d'articles et de préformes. Les parties de moule du poste de moulage par

soufflage travaillent sur une matrice ou un réseau d'arti-

cles Une matrice d'articles dans le poste de moulage-par soufflage est constituée par les rangées telles que définies par les chemins et par les colonnes telles que définies par les éléments de support Les forces de serrage ou de fermeture du moule, exercées par des actionneurs agissant sur des poussoirs, sont réparties en valeurs égales sur

toutes les parties du moule Par conséquent, deux action-

neurs seulement sont utilisés pour ouvrir et fermer plu-

sieurs moules Les parties de moule et les poussoirs ou

tiges de guidage des moules travaillent en groupes.

Les éléments de support constituent des moyens permettant de faire tourner des préformes passant dans le poste ou la section de conditionnement thermique En outre, des moyens sont prévus pour permettre une expansion biaxiale des préformes dans le poste de moulage, tandis que les préformes sont maintenues par les mêmes-éléments de

support dans lesquels elles sont placées au poste de char-

gement. Les éléments de support sont renvoyés au poste de chargement après que les bouteilles finies en ont été retirées dans le poste d'éjection par mouvement à travers les circuits fermés définis par le transporteur des éléments

de support.

L'invention-sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, de l'ensemble de la machine de moulage par soufflage selon l'invention;

la figure 2 est une vue partielle en perspec-

tive d'un élément de support d'article; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, montrant des leviers ou doigts de prise d'articles faisant partie du mandrin de l'élément de support, en position de fermeture;

la figure 4 est une coupe transversale par-

tielle de l'élément de support, montrant les doigts en position d'ouverture; la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3, montrant le dessous d'un mandrin de support; la figure 6 est une élévation partielle du mécanisme du poste de chargement des articles; la figure 7 est une coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue partielle en bout du mécanisme du poste de chargement;

la figure 9 est une vue de face, avec arra-

chement partiel, des brides de fermeture des moules du poste de souflage, représentées en position d'ouverture; la figure 10 est une vue partielle de face montrant le mécanisme de serrage du poste de moulage en position de fermeture;

la figure 11 est une coupe transversale par-

tielle du poste de moulage, montrant les faces d'un pla- teau et d'une partie de moule;

la figure 12 est une vue partielle en perspec-

tive du poste d'éjection; * la figure 13 est une vue partielle en bout d'un détail du poste d'éjection avant une éjection; et la figure 14 est une vue partielle en bout

d'un détail du poste d'éjection, montrant une éjection.

Pour l'illustration de l'invention, une machine de production de bouteilles de boissons en téréphtalate de

polyéthylène à orientation biaxiale sera décrite en détail.

Une telle machine, qui constitue une forme préférée de réa-

lisation de l'invention, est construite par la firme

Cincinnati Milacron Inc Cette machine, représentée sché-

matiquement sur la figure 1, reçoit des préformes de bou-

teilles pour boissons telles que celles montrées sur les figures 2,3 et 6 et elle produit des bouteilles finies

telles que celles représentées sur les figures 12,13 et 14.

Il convient de noter que chaque préforme comporte une partie pouvant être formée, destinée à subir une expansion biaxiale, et une partie constituant un goulot, représentée comme étant filetée pour le bouchage et qui ne doit pas

être déformée.

Comme représenté sur la figure 1, les préformes de bouteilles pour boissons arrivent dans la machine 10

à un poste 12 de chargement Ces préformes sont transpor-

tées par des éléments de support 22 de manière à passer dans une section 14 de conditionnement thermique o la température de la matière thermoplastique est élevée

jusqu'à la température d'orientation moléculaire néces-

saire pour l'obtention des propriétés souhaitées d'arrêt de la vapeur, ainsi que de la clarté et de la résistance des bouteilles finies A partir de la section ou duf Sur 14 de conditionnement thermique, les éléments de support sont avancés vers le poste de moulage par soufflage 16

o les préformes conditionnées thermiquement sont expan-

sées par injection d'air comprimé,tandis qu'elles sont maintenues dans des cavités de moule fermées définissant la forme finale des bouteilles Du poste de moulage, les

éléments de support sont avancés vers le poste 18 d'éjec-

tion o les bouteilles finies sont libérées afin d'être recueillies au pied de la machine Du poste 18 d'éjection, les éléments de support vides 22 continuent d'avancer pour

revenir au poste 12 de chargement.

Dans le poste 16 de moulage par soufflage, un mécanisme 300 de serrage ou de blocage des moules est fixé

rigidement au chêssis 24 de la machine Le poste de souf-

flage n'exécutant aucun mouvement par rapport au chàssis

24 de la machine, le déplacement des éléments 22 de sup-

port sur le circuit fermé partant du poste 12 de charge-

ment et y revenant doit être intermittent Pour exécuter

ce mouvement intermittent, on utilise un mécanisme d'en-

traînement comprenant un moteur 34, un réducteur de

vitesse 36 et un mécanisme d'indexage 38 d'un type dispo-

nible dans le commerce Le mécanisme d'indexage 38 fait tourner un arbre 30 sur lequel sont montées des roues

dentées 31 qui entraînent des chaînes 32 de transport.

Chaque élément 22 de support est porté par deux chaînes 32 de transport de manière que les trois paires de chaînes 32 forment trois paires de circuits fermés qui, eux-mêmes, définissent trois chemins pour les postes de travail Sur toute la longueur de la machine 10, les éléments 22 de support sont soutenus par des paires de guides supérieurs et de guides inférieurs 42 de manière à limiter les charges appliquées aux chaînes 32 de transport Dans le poste 12 de chargement, des mécanismes 600 de chargement des préformes sont supportés au-dessus des chemins par

un bâti 55 fixé au châssis 24.

Dans le four 14, les préformes 20 passent dans des enceintes ou des tunnels partiels définis par un bâti dans lequel la température ambiante est réglée Chaque chemin passe dans un tunnel associé à l'intérieur du four

et est associé à un circuit de conduites d'air, de venti-

lateurs et de registres pour l'évacuation de l'air chauffé et l'admission de l'air à la température ambiante. A l'intérieur de ces enceintes partielles, les préformes sont exposées à la chaleur qui leur est transmise par rayonnement par des éléments chauffants 52 en même temps qu'elles sont mises en rotation La rotation des préformes 20 pendant qu'elles sont placées dans les éléments 22 de

support est communiquée par une chaîne 44 qui est entraî-

née en continu par des ensembles 48 et 46 à roues dentées

et arbres.

La figure 2 représente un élément 22 de support qui est soutenu par des guides inférieurs 42 et qui est enclenché avec les chaînes 32 de transport ainsi qu'avec la chaîne 44 de rotation, cet élément de support étant représenté tel qu'il apparaît à l'intérieur de la section

de conditionnement thermique.

Trois mandrins cylindriques 208 sont montés de manière à pouvoir tourner à l'intérieur d'un corps 200 de chaque élément 22 de support Une roue dentée 210 est fixée à une extrémité de chaque mandrin 208 afin d'engrener

avec la chaîne 44 de rotation L'extrémité opposée du man-

drin 208 supporte un ensemble de prise d'articles indiqué globalement en 206 Dans la forme préférée de réalisation, chaque corps 200 d'élément de support est réalisé d'une

seule pièce moulée, de même que chaque mandrin 208.

L'élément 22 de support repose sur les guides 42 par des

galets 218 montés sur le corps 200.

Sur la coupe de la figure 3, faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2, il apparaît que le mandrin 208 est monté de manière à pouvoir tourner dans le corps 200 de l'élément de support au moyen d'un palier supérieur 242 et d'un palier inférieur 244 La figure 3 représente en trait mixte une buse 358 d'injection d'air, ainsi qu'une bague 359 d'étanchéité et une tige 380 de centrage qui font partie de l'équipement du poste de moulage par soufflage Les supports à ressorts des tronçons des guides

42 associés au poste de moulage par soufflage sont égale-

ment représentés en trait mixte Ces pièces seront cepen-

dant décrites plus en détail ci-après et elles montrent qu'un passage est prévu par le centre du mandrin 208, vers la préforme 20, pour l'injection de l'air comprimé

d'expansion ou de dilatation.

Comme représenté également sur la figure 3, des saillies ou clavettes de la roue dentée 210 sont montrées comme étant engagées dans des rainures du mandrin 208, la roue dentée 210 étant maintenue en place sur le mandrin 208 par un anneau 212 de retenue L'engrènement de la

roue dentée 210 avec la chaîne 44 de rotation de la sec-

tion de conditionnement thermique est illustré par la

coupe passant par le maillon 230 Le corps 200 de l'élé-

ment de support est relié aux chaînes de transport par des blocs 254 à axes de maillons, fixés par des vis 256 au

corps 200 de l'élément de support Les blocs 254 reçoi-

vent des axes 252, représentés en trait pointillé, de

maillons 250 des chaînes 32 de transport.

La figure 3 représente également l'ensemble 206 de prise ou de préhension engagé avec la partie formant goulot ou partie de bouchage de la préforme 20 Un anneau 220 de libération est représenté dans sa position de repos sur un anneau 240 de retenue Des leviers opposés 232 et 236, montés sur des pivots 234 et 238, respectivement, sont représentés comme étant maintenus contre la préforme par des ressorts de rappel 246 et 248 La préforme 20 est représentée comme maintenant une bague élastique

d'étanchéité 260 en compression contre la surface inté-

rieure du corps du mandrin On voit que l'ensemble 206

de préhension a pour fonction de réaliser un joint résis-

tant à la pression entre le mandrin 208 et la préforme 20 grâce à la manière dont les leviers 232 et 236 portent

contre la partie de bouchage de la préforme 20, en exer-

çant une composante de force parallèle à l'axe longitudinal de la préforme et dirigée vers l'élément de support De

plus, la partie inférieure du corps de mandrin, qui cons-

titue également le corps de l'ensemble de préhension,

forme un écran pour le goulot de la préforme 20, empê-

chant ce dernier d'être chauffé à une température permettant son

formage lorsque l'élément de support passe dans le four.

Ainsi, dans le poste de soufflage, seule la partie de la préforme pouvant être formée est expansée par la pression

de soufflage.

La coupe partielle de la figure 4 représente

l'anneau 220 de libération élevé en position de libéra-

tion, ce qui fait tourner le levier 236 sur le pivot 238.

Le ressort 248 est représenté à l'état comprimé, tandis

que le levier 236 est dégagé de la préforme 20, représen-

tée en trait mixte, qui, elle-même, est dégagée du joint

élastique 260 De la même manière, le levier 232 est égale-

ment tourné de façon à s'éloigner de la préforme 20 sous l'action de l'anneau 220 de libération Par conséquent, en déplaçant l'anneau de libération parallèlement à l'axe

central longitudinal du mandrin, le dispositif de préhen-

sion-peut être ramené à force en position de libération d'un article et il peut revenir en position de retenue d'un article Il apparaît donc que la manoeuvre des leviers

232 et 236 peut être effectuée quelle que soit l'orienta-

tion du mandrin 208 dans l'élément 200 de support, pourvu que l'anneau de libération soit déplacé parallèlement à

l'axe longitudinal du mandrin, sans s'incliner.

La coupe partielle de la figure 5, faite sui-

vant la ligne 5-5 de la figure 3, à travers le mandrin

208, montre la cavité destinée à recevoir la partie file-

tée ou partie de bouchage de la préforme 20 De plus, le support cannelé de la tige 380 de centrage passant au centre du mandrin 208 est également représenté, de même que d'autres détails du canal traversant le mandrin et permettant l'admission de l'air comprimé d'expansion à

l'intérieur de la préforme.

Le mécanisme chargeur 600 du poste 12 de

chargement et sa coopération avec les éléments 22 de sup-

port seront décrits en regard des figures 6 et 8 La

figure 7 est une coupe de l'ensemble du mécanisme char-

geur, suivant la ligne 7-7 de la figure 6.

La figure 6 est une élévation de l'ensemble du

mécanisme chargeur 600 dont certaines parties sont repré-

sentées avec arrachement et en coupe pour faire apparaître des détails de ce mécanisme Une plaque 604 de transfert des préformes est représentée en trait mixte en position de réception des préformes et, en coupe et en trait plein, en position de chargement des éléments de support Les préformes 20 arrivent au poste 12 de chargement de la machine par des tubes 602 de chargement Des manchons 605

d'étagement des préformes, fixés aux extrémités inférieu-

res de ces tubes, sont destinés à retenir de manière amo-

vible les préformes en position au moyen de ressorts 607 de retenue portant contre les parties formant goulot des préformes Les tubes 602 de chargement sont fixés au châssis 54 de montage du poste de chargement par des bagues

603 qui portent contre une plaque 601 de montage.

Les préformes 20 sont retirées des manchons d'étagement et introduites dans les éléments 22 de support par une plaque 604 de transfert et des machoires 612 et 614 de prise des Préformes La plaque 604 de transfert est élevée et abaissée au moyen d'actionneurs 611 et 613 équipés de poussoirs 606 et 609 et de tiges de guidage 608

et 615 Les manchons 605 d'étagement présentent des ouver-

tures latérales destinées à recevoir les mâchoires 612 et

614 de prise des préformes Sur la vue en bout du méca-

nisme 600 de chargement de la figure 8, les mâchoires 614 et 612 de prise sont représentées en position d'ouverture

et de réception des préformes, en trait mixte.

Des moyens destinés à commander les anneaux 220 de libération des éléments 22 de support sont montés sur la plaque 604 de transfert Pour charger les préformes 20 dans les ensembles 206 de préhension des mandrins 208, il est nécessaire de faire pivoter les leviers 236 et 232

montrés sur les figures 3 et 4 vers la position de libéra-

tion Si on se réfère à présent à la figure 6, une plaque 610 à axes de commande de libération est avancée de la position représentée en trait mixte à celle représentée en trait plein et en coupe afin de faire avancer les anneaux 220 de libération et de mener ainsi à force les éléments de préhension en position de libération des articles Des axes 626, 628, 630 et 632 d'entraînement sont disposés entre la

plaque 610 et une plaque 631 de contact des anneaux de libé-

ration La figure 8 représente en bout un actionneur 624 et des poussoirs 625 destinés à déplacer la plaque 610 à axes

d'entraînement des anneaux de libération.

La figure 8 représente également, en coupe par-

tielle, les mâchoires 612 et 614 de prise ainsi que leurs actionneurs respectifs 616 et 618 qui sont montés sur la

plaque 604 de transfert au moyen d'équerres 654 et 656.

Les poussoirs 622 et 620 des actionneurs 616 et 618, res-

pectivement, sont destinés à faire avancer et reculer les mâchoires 612 et 614 entre les positions d'ouverture et de fermeture Le profil des mâchoires 612 et 614 est

représenté en trait pointillé sur la figure 7.

On se référera à présent aux figures 5,7 et 8 pour décrire le cycle de fonctionnement du mécanisme chargeur 600 On suppose que des préformes 20 sont dans les manchons 605 d'étagement et que la plaque 604 de transfert est dans la position de réception dans laquelle elle est représentée en trait mixte sur la figure 6 La position de la plaque 604 de transfert est contrôlée par un capteur 644 de proximité (figure 8) ainsi que par un

bouton 652 d'actionnement Par conséquent, les action-

neurs 616 et 618 peuvent être actionnés pour faire avan-

cer les mâchoires 612 et 614 de prise afin qu'elles se

referment autour des parties à former des préformes 20.

L'arrivée de la mâchoire 612 en position de fermeture est détectée par un capteur de proximité 636 ainsi que par un bouton 637 d'actionnement, et l'arrivée de la mâchoire 614 en position de fermeture est détectée par un capteur de proximité 640 ainsi que par un bouton 641 d'actionnement Les mâchoires de prise étant fermées autour des préformes 20, les actionneurs 611 et 613 peuvent être mis en marche pour faire avancer la plaque 604 de transfert vers la position de chargement des éléments de support. Simultanément, la plaque 610 à axes d'entraînement peut être avancée par son actionneur 624 vers la position d'actionnement des anneaux de libération L'éloignement de

la plaque 610 à axes d'entraînement par rapport à sa posi-

tion de repos est détecté par un interrupteur 634 de proxi-

mité La présence de la plaque 604 de transfert en posi-

tion de chargement des éléments de support est détectée par un interrupteur 650 de proximité (figure 8) ainsi que par le bouton 652 d'actionnement Lorsque la plaque 604 de transfert arrive en position de chargement des éléments de support, la plaque 610 à axes d'entraînement peut être ramenée en position de repos détectée par l'interrupteur 634 de proximité, ce qui permet aux leviers 232 et 236 des éléments de prise 206 de se fermer et de permettre ainsi aux éléments 206 de prise de revenir en position de retenue d'un article-et de retenir des préformes dans les mandrins 208 Une fois que la plaque 610 à axes d'entraînement a été détectée en position de repos alors que la plaque 604 de transfert est en position de chargement des éléments de support, les actionneurs 616 et 618 peuvent être mis en

action pour rétracter les mêchoires 612 et 614 de prise.

L'arrivée de la mâchoire 612 en position totalement rétrac-

tée est détectée par un interrupteur 638 de proximité ainsi que-par un bouton 639 d'actionnement De même, l'arrivée de la mâchoire 614 en position de retrait est détectée par un interrupteur 642 de proximité ainsi que par un bouton 643 d'actionnement Lorsque les mâchoires 614 et 612 ont été rétractées vers leur position de repos, comme indiqué par

les interrupteurs 638 et 642 de proximité, les action-

neurs 613 et 611 peuvent de nouveau être mis en action pour rétracter la plaque 604 de transfert vers la position de réception de préformes Il convient de noter que le cycle complet d'opérations du mécanisme chargeur 600 doit être répété à chaque avance des chaînes 32 de transport, car des éléments de support vides 22 sont avancés vers le

poste 12 de chargement.

Pour la description du mécanisme 300 du moule

de soufflage, on se référera aux figures 9, 10 et 11 Les figures 9 et 10 représentent des détails du mécanisme de serrage du moule de soufflage; la figure 9 représente en

particulier le mécanisme de serrage en position d'ouver-

ture, tandis que la figure 10 le représente en position de fermeture La figure 11 est une coupe partielle du mécanisme de serrage des cavités de moulage, montrant des détails des moules ainsi que le mécanisme de soufflage, placé en hauteur et destiné à injecter de l'air et à

centrer les préformes pendant l'expansion.

On peut voir sur la figure 9 que le mécanisme 300 du moule par soufflage comprend un bâti comportant un élément supérieur 302, des plateaux fixes 306 et 308 et un élément de base 304 Des plateaux mobiles 310,312, 314, 316,318 et 320 sont disposés entre les plateaux fixes

306 et 308, le long de barres 340,342,341 et 343 de guidage.

Des mouvements d'avance et de retrait sont communiqués à ces plateaux mobiles 310 à 320 au moyen de mécanismes 350 et 356 à genouillères qui sont eux-mêmes commandés-par des actionneurs 352 et 354, respectivement Le fonctionnement détaillé de tels mécanismes à genouillères est connu de

l'homme de l'art et ne sera donc pas décrit plus en détail.

Le fonctionnement des mécanismes à genouillères est contrôlé par des capteurs de proximité et des boutons d'actionnement disposés de façon à détecter les positions d'avance et de retrait Des parties 322,324 et 326 de moule, et les parties complémentaires 328,330 et 332, sont fixées rigidement aux

plateaux mobiles 310,312,314,316,318 et 320, respectivement.

Ces parties 322 à 332 de moule définissent des cavités de

moulage qui déterminent la forme des bouteilles finies 54.

Les parties de moule 322 à 332, ainsi que les plateaux mobiles associés 310 à 320, sont destinés à travailler par paires associées aux chemins définis par les chaînes 32 de transport Les plateaux mobiles 310,

312 et 314 sont avancés et rétractés ensemble sous l'ac-

tion du mécanisme 350 à genouillère De même, les plateaux' mobiles 316, 318 et 320 sont avancés et rétractés ensemble

sous l'action du mécanisme 356 à genouillère.

La figure 10 représente les plateaux mobiles 316 et 314 dans leur positiond'avance dans laquelle les parties 326 et 328 de moule se joignent sur l'axe central d'un chemin ou couloir Le mécanisme 356 à genouillère est

représenté dans sa position de fermeture et de blocage.

Le plateau mobile 316 est représenté en contact avec des butées fixes 410 et 412 De même, dans ces conditions, le' plateau mobile 310 serait en contact avec des butées fixes

420 et 422 montrées sur la figure 9.

On se référera à présent à la figure 11 pour décrire la coopération entre les plateaux mobiles et les barres de guidage Le plateau mobile 316 est représenté comme étant monté de manière à pouvoir coulisser sur des barres 340 et 343 de guidage au moyen de coussinets lisses

347 et 349, respectivement Le plateau 316 est fixé rigi-

dement aux barres 341 et 342 de guidage par des bagues 345 et 344 de blocage qui sont boulonnées sur le plateau 316 Les bagues 345 et 344 s'ajustent dans des gorges

ménagées dans les barres de guidage 341 et 342, respecti-

vement La figure 9 montre le profil de gorges représen-

tatives D'une manière analogue, les plateaux mobiles 318 et 320 sont montés de manière à pouvoir coulisser sur les

barres 340 et 343 de guidage et ils sont reliés rigide-

ment aux barres 341 et 342 de guidage Inversement, les plateaux mobiles 310,312 et 318 sont montés de manière à pouvoir coulisser sur les barres 341 et 342 de guidage, mais ils sont reliés rigidement aux barres 340 et 343 de guidage En raison de cette fixation rigide des plateaux

310,312 et 314 aux barres 340 et 343 de guidage, il appa-

raît que, lorsque le mécanisme 350 à genouillère est actionné pour faire avancer ou rétracter le plateau mobile 310, les barres 340 et 343 de guidage, en conséquence,

avancent ou se rétractent également, entraînant un mouvement corres-

pondant des plateaux mobiles 312 et 314 De même, en raison de la fixation rigide du plateau mobile 316 sur les barres 341 et 342 de guidage, lorsque le mécanisme 356 à genouillère est actionné pour faire avancer ou rétracter le plateau mobile 316, les barres 341 et 342 de guidage sont également mises en mouvement de même, par conséquent, que les plateaux mobiles 318 et 320 Ainsi, les barres de guidage 341 et 342 du moule forment une paire

qui, elle-même, constitue un groupe de barres de guidage.

De même, les barres 340 et 343 de guidage du moule for-

* ment également une paire qui, elle-même, constitue un second groupe En outre, les parties 322 à 326 du moule constituent un groupe de parties de moule montées de manière à pouvoir coulisser sur un premier groupe de barres de guidage et reliées rigidement à un second

groupe de barres de guidage De même, les parties complé-

mentaires 328 à 332 de moule forment un second groupe de

parties de moule montées de manière à pouvoir coulisser-

sur un premier groupe de barres de guidage et reliées

rigidement à un second groupe de barres de guidage.

Il apparaît à présent à l'homme de l'art que la combinaison de plateaux et de barres de guidage constitue un moyen permettant d'exercer simultanément, pour chacun des chemins ou couloirs, des forces de serrage des moules

suffisantes pour permettre le moulage par soufflage simul-

tané de bouteilles placées dans les cavités de moulage

formées par chaque groupe de parties de moule Il appa-

rait également que les chemins, les éléments de support

et les mandrins forment une matrice ou un réseau de pré-

formes sur lequel travaille le poste de moulage par souf-

flage En outre, la charge de flambage appliquée à une

barre de guidage est répartie entre les chemins ou cou-

loirs de manière que les forces utiles de serrage soient

les mêmes sur tous les couloirs.

Bien que certains produits puissent être

fabriqués au moyen de moules à deux pièces, d'autres exi-

gent des moules à trois pièces Les figures 10 et 11 représentent une troisième partie 400 de moule montée sur des supports 402 qui, eux-mêmes, sont fixés à un bloc 406 pouvant coulisser sur des guides 404 et pouvant être élevé ou abaissé au moyen d'un actionneur 408 et d'un poussoir 409 La figure 9 représente un ensemble analogue

à troisième partie de moule pour chacun des couloirs.

Comme représenté sur la figure 9, les plateaux mobiles 312 et 318 comportent des blocs d'appui réglables 430 et 432, respectivement Ces blocs se déplacent sur une surface 305 de l'élément 304 de base et ils constituent un support supplémentaire pour l'ensemble constitué par les

plateaux et les barres de guidage afin d'empêcher le flé-

chissement qui pourrait autrement résulter d'une portée longue, sans support, de cet ensemble à barres de guidage

et plateaux.

Pour la description du dispositif d'injection

d'air d'expansion ou de dilatation, on se référera à pré-

sent aux figures 3, 10 et 11 La figure Il représente un élément 22 de support, portant des préformes 20, dans la position qu'il occupe devant le plateau mobile 316 pour

le moulage par soufflage destiné à produire des bouteil-

les finies Des buses 358 d'injection d'air, montées sur un bloc d'avance 360, sont représentées dans leur position de retrait Des tiges 380 de centrage, fixées au bloc 370 d'avance, sont également représentées en position de retrait Lorsque les parties 328 et 326 du moule sont serrées l'une contre l'autre comme montré sur la figure 10, le bloc 360 d'avance des buses est abaissé pour introduire les buses 358 dans les mandrins 208, comme représenté en trait mixte sur la figure 3 Comme montré sur la figure 3,

les buses 358 comportent des bagues élastiques 359 d'étan-

chéité qui forment un joint de compression avec le mandrin 208 lorsque les buses 358 sont avancées Le bloc 360 d'avance des buses est abaissé au moyen d'actionneurs 364 et 362 et la position d'avance est détectée par un capteur de proximité 392 Les supports à ressorts des tronçons de guides 42, à l'intérieur du poste de moulage par soufflage, limitent les forces exercées sur les galets 218 lorsque les buses 358 sont avancées dans les mandrins 208 Les buses 358 étant avancées dans les mandrins 208, les tiges 380 de centrage peuvent être abaissées au moyen des actionneurs 372 et 374 qui coopèrent avec des poussoirs 378 et 376 agissant sur le bloc 370 qui est guidé par les tiges 368

et 366 Les tiges de centrage 380 passent à travers la par-

tie supérieure 302 et le bloc d'avance 360 des buses et elles passent au centre des buses 358 pour pénétrer dans les canaux des mandrins 208 En raison de la configuration cannelée des mandrins 208, comme montré sur la figure 5, l'air de dilatation introduit par l'intermédiaire des

buses 358 passe autour des tiges 380 de centrage et pénè-

tre dans les préformes pour en expanser les parties pou-

vant être formées, conditionnées thermiquement, à l'inté-

rieur des cavités de moulage afin de donner à ces parties leur forme finale Pour conférer les caractéristiques souhaitées aux bouteilles finies, il faut réaliser une expansion biaxiale, c'est-à-dire que les préformes doivent être expansées longitudinalement et radialement, et ceci est totalement obtenu par mise sous pression, les tiges de centrage étant avancées afin de maintenir l'extrémité

inférieure, non expansée, de la partie à former des pré-

formes sur l'axe central des cavités de moulage La figure 10 montre la tige centrale dans sa position d'avance complète à l'intérieur de la bouteille finie, entre les parties 328 et 326 du moule Une fois que le moulage par soufflage est achevé, comme cela est indiqué par l'avance complète des tiges 380 de centrage,et est détecté par des capteurs de proximité comprenant la-position des blocs 370, les tiges centrales et les buses 358 peuvent être rétractées vers leurs positions de repos et les plateaux

mobiles 310 à 320 peuvent être rétractés vers leurs posi-

tions d'ouverture Lorsque les plateaux 310 à 320 ont été complètement rétractés, les chaînes 32 de transport peuvent être indexées pour faire avancer les bouteilles finies

vers le poste d'éjection et pour faire pénétrer des pré-

formes conditionnées thermiquement dans le poste de moulage.

Ainsi qu'on peut à présent l'apprécier, l'utili-

sation d'éléments modulaires 22 de support d'articles avec des chaînes souples 32 de transport permet au poste de moulage par soufflage de fonctionner même en cas de légers défauts d'alignement entre les éléments de support et les axes centraux des cavités de moulage Il en est ainsi car la fermeture des moules n'implique pas que les éléments

de support et leur centrage soient affectés par l'intro-

duction des buses d'injection d'air d'expansion dans les mandrins et par le passage des tiges de centrage dans les mandrins et leur introduction dans les préformes lors de

l'expansion biaxiale de ces dernières.

La figure 12 montre qu'à la fin d'une avance du transporteur, les éléments 22 de support sont disposés de manière que des bouteilles finies 54 soient alignées avec un mécanisme 500 d'éjection pour permettre la libération des bouteilles finies 54 et leur collecte Les chaînes 32 de transport et les roues dentées d'entraînement sont représentées en trait pointillé pour un seul chemin De plus, pour plus de clarté, les guides inférieurs 42, qui avancent en fait dans le poste d'éjection, ne sont pas représentés sur la figure 12 Des tubes 508 de guidage et

des barres 510 et 512 de libération sont fixés à une pla-

que 502 d'éjection Cette dernière est élevée ou abaissée au moyen d'actionneurs 504 et 506 La position de la plaque

502 d'éjection est détectée par des interrupteurs de proxi-

mité 520 et 522 qui coopèrent avec une barre 521 de déclen-

chement fixée à la plaque 502 Une pression positive d'jec-

tion est appliquée par une conduite 516 à des becs 514

d'éjection montés dans un support 518.

La figure 13 représente la plaque 502 d'éjection en position basse ou position de repos telle qu'elle est détectée par l'interrupteur 522 de proximité Ainsi qu'on peut le voir, les barres 510 et 512 de commande d'anneaux

-2515101

de libération sont réalisées de manière que, lors de l'avance de la plaque 502 d'éjection, ces barres portent contre les anneaux 220 de libération De cette manière,

les anneaux de libération des trois mandrins 208 de l'élé-

ment 22 de support sont avancés vers la position de libé- ration, provoquant une rotation des leviers 236 et 232

montrés sur les figures 3 et 4 pour permettre la libéra-

tion des bouteilles 54 La figure 14 montre la plaque 502

d'éjection et les barres 510 et 512 de libération en posi-

tion d'avance qui est détectée par le capteur 520 de proxi-

mité, et elle montre la bouteille finie 54 tombant dans le tube 508 de guidage De l'air comprimé d'éjection est

appliqué par les buses 514 pour vaincre les forces d'adhé-

sion présentes entre la bouteille finie 54 et le joint élastique 260 montré sur les figures 3 et 4 Avant que le

transporteur puisse effectuer un nouveau mouvement d'in-

dexage, la plaque 502 de libération doit être revenue dans sa position abaissée ou position de repos Ceci est détecté par l'absence de la barre 521 de déclenchement à proximité du capteur 520 et par la présence de la barre 521 à proximité

du capteur 522.

Il apparait à présent à l'homme de l'art que la production de bouteilles finies à partir de préformes s'effectue suivant un cycle qui se répète Les préformes sont chargées dans des éléments vides de support, au poste de chargement, elles sont conditionnées thermiquement dans la section comportant le four, elles sont expansées pour

former des bouteilles dans le poste de moulage par souf-

lage, et elles sont finalement libérées pour être recueil-

lies dans le poste d'éjection A chaque mouvement d'in-

dexage des chaînes de transport, les fonctions des mécanis-

mes de tous les postes de travail sont répétées conformé-

ment aux cycles d'opérations décrits précédemment.

On a choisi de commander ces opérations cycli-

ques au moyen d'un contrôleur programmable 9 d'usage géné-

ral, montré sur la figure 1 et fabriqué par la firme Cincinnati Milacron Inc Il est évident que d'autres commandes peuvent être utilisées pourvu qu'elles soient capables

de: ( 1) réaliser une interface avec des dispositifs sensi-

bles tels que les capteurs de proximité décrits précédem-

ment; ( 2) effectuer des fonctions logiques en réponse à des signaux d'entrée reçus; et ( 3) commander-la mise en action d'actionneurs hydrauliques et pneumatiques utilisés sur les divers mécanismes de travail des postes en réponse

aux fonctions logiques exécutées, par exemple par l'excita-

tion de bobines et de relais La commande est nécessaire pour l'exécution des cycles d'opérations des mécanismes de tous les postes de travail et, à la fin de ces cycles, pour

mettre en marche le mécanisme d'entraînement du transpor-

teur Lorsque la chaîne de transport a effectué un mouve-

ment complet d'indexage, la commande déclenche de nouveau

les fonctions des postes de travail et elle arrête le méca-

nisme d'entraînement du transporteur une fois qu'il a

achevé son cycle.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine décrite et représentée

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1 Machine de production à cadence élevée d'ar-

ticles à orientation biaxiale à partir de préformes thermo-

plastiques ( 20) comportant chacune une partie pouvant être formée et une partie formant goulot, la partie pouvant être formée étant soumise à une expansion biaxiale lorsque sa température arrive à une-valeur égale ou presque égale à la température d'orientation moléculaire de la matière thermoplastique, la machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte un châssis ( 24), des éléments ( 22) de support de préformes suspendus au châssis de la machine et retenant chacun de manière amovible au moins une préforme, chaque élément de support étant également traversé par un canal qui permet l'introduction d'un fluide d'expansion dans la -préforme, la machine comportant également un dispositif ( 300) de moulage par soufflage qui est fixé rigidement au

châssis de la machine et qui est destiné à expanser biaxia-

lement les préformes d'articles, ce dispositif de moulage comprenant un châssis de poste de soufflage qui comporte un élément ( 304) de base monté sur le châssis de la machine, des plateaux latéraux fixes ( 306,308) fixés aux extrémités opposées de l'élément de base, et un élément supérieur ( 302) monté sur le dessus des plateaux latéraux et s'étendant parallèlement à l'élément de base, le dispositif de moulage comprenant en'outre plusieurs barres ( 340,341,342,343) de guidage de moules passant à travers les plateaux latéraux dans lesquels elles peuvent coulisser, ces barres étant associées fonctionnellement par paires formant des premier et second groupes de barres, un premier groupe de parties ( 322, 324,326) de moule étant relié rigidement au premier groupe de barres de guidage et étant disposé le long de ce premier groupe de barres de guidage, entre les plateaux latéraux, ce premier groupe de parties de moule pouvant glisser sur le second groupe de barres de guidage, un second groupe de parties de moule ( 328,330,332) étant constitué par les parties de moule complémentaires de

celles du premier groupe, les premières et secondes par-

ties de moule formant des cavités de moulage et le second groupe de parties de moule étant relié rigidement au second groupe de barres de guidage et disposé le long de ce second groupe, entre les plateaux latéraux, de manière à pouvoir coulisser sur le premier groupe de barres de guidage, des premier et second actionneurs hydrauliques ( 352,354) étant destinés à communiquer un mouvement aux premier et second groupes, respectivement, de barres de guidage, chaque actionneur étant monté entre une plaque de guidage et une partie de moule des premier et second groupes de parties de moule, le mouvement ainsi communiqué provoquant la fermeture des parties complémentaires de moule autour de préformes et l'ouverture desdites parties complémentaires de moule pour permettre le passage des articles expansés entre ces parties, le dispositif de

moulage comprenant en outre des moyens de mise sous pres-

sion des moules, portés par l'élément supérieur et dis-

posés sur ce dernier afin d'introduire un fluide comprimé d'expansion dans les préformes, par l'intermédiaire desdits

canaux, tandis que les préformes sont disposées à l'inté-

rieur des cavités de moulage.

2 Machine selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que les éléments de support sont suspendus de manière souple au châssis de la machine et en ce que les moyens de mise sous pression des moules comprennent en outre des tiges ( 380) de centrage des préformes destinées

à maintenir les préformes sur les axes centraux des cavi-

tés de moulage pendant l'expansion desdites préformes, les tiges de centrage des préformes passant à travers l'élément supérieur, dans les canaux et dans les cavités de moulage, chaque élément de support pouvant notamment retenir plusieurs préformes, les différents éléments de support et les différentes préformes formant notamment

une matrice de préformes destinée à être expansée simul-

tanément par le dispositif de moulage par soufflage.

3 Machine selon la revendication, caracté-

risée en ce que les moyens de mise sous pression des moules comprennent en outre des buses ( 358) d'injection de fluide comprimé d'expansion, portées de façon mobile

par l'élément supérieur afin d'introduire le fluide d'ex-

pansion dans les canaux, les buses pouvant être animées d'un mouvement alternatif entre une position de repos éloignée des éléments de support et une position de mise sous pression dans laquelle elles sont en contact avec les éléments de support, lesdites buses d'injection de fluide pouvant notamment comprendre, en outre, des joints élastiques ( 359) destinés à former avec les-éléments de support des joints de compression suffisants pour retenir

les forces d'expansion.