FR2686827A1 - Procede et appareillage de thermoformage et d'extraction d'objets creux d'un fond a partir d'une bande de matiere thermoplastique. - Google Patents

Abstract

L'appareillage de thermoformage comprend: une contre-matrice (3) et une matrice femelle double (6, 7) dont l'une est conçue pour se déplacer alternativement par rapport à l'autre pour effectuer la fermeture entre la contre-matrice et, à tour de rôle, une moitié de la matrice femelle, un dispositif d'avance de la bande pas à pas (9), un dispositif de coupe pouvant être activé à la fin de chaque mouvement de fermeture de la matrice, un transporteur pas à pas (35) comportant une pluralité de plaques ou de gabarits (37) dont chacun est conçu pour recevoir et pour supporter l'objet, au moins une tête de prélèvement conçue pour prélever de la matrice femelle double une pièce matricée alternativement d'un côté et de l'autre de la contre-matrice, et au moins un poste d'usinage et de manipulation placé le long du transporteur (35).

Description

PROCEDE ET APPAREILLAGE DE THERMOFORMAGE ET D'EXTRACTION

D'OBJETS CREUX MUNIS D'UN FOND A PARTIR D'UNE BANDE DE MATIERE

THERMOPLASTIQUE.

La présente invention concerne un procédé et un appareillage de thermoformage et d'extraction de la

matrice d'objets creux munis d'un fond tels que des10 gobelets, des bols, des coupes, des godets et analogues à partir d'une bande de matière thermoplastique.

Comme cela est connu, dans la production d'objets en matière thermoplastique, par exemple d'objets appelés "jetables" à partir d'une bande de matière matriçable à chaud, on utilise des machines appelées "de thermoformage" qui se divisent en deux catégories bien distinctes selon

leur mode de fonctionnement, c'est-à-dire les machines -de thermoformage qui exécutent le formage et la découpe de la bande dans des postes de travail séparés, et les machines20 qui effectuent le formage et la découpe dans un seul poste de travail.

La présente invention concerne un procédé et un appareillage faisant partie de cette seconde catégorie,

c'est-à-dire qu'elle prévoit le formage ou le matriçage25 des objets et leur séparation de la bandé de matière d'origine dans un même poste de travail.

L'état de la technique des procédés et des machines de thermoformage qui prévoient un seul poste de matriçage et séparation de la bande d'origine et l'extraction30 consécutive de la matrice est représenté par les machines classiques à poste de travail unique et par les machines conformes au brevet italien N Io 1 175 178, ledit niveau de la technique étant rappelé brièvement ci-après avec référence aux figures 1 à 13 des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique d'une machine de thermoformage à matrice mâle supérieure et à matrice femelle unique inférieure, la matrice étant ouverte avant l'opération de formage; la figure 2 représente la machine de la figure 1, la matrice étant fermée en phase de formage; la figure 3 illustre une vue semblable à celle de la figure 2, la matrice étant fermée en phase de découpage la figure 3 a représente un détail de la figure 3 à échelle agrandie; la figure 4 représente la machine de la figure 3, la matrice étant ouverte après découpage, l'objet étant formé et coupé alors qu'il se trouve encore dans la matrice; la figure 5 représente une phase faisant suite à celle de la figure 4, dans laquelle l'objet matricé est extrait de la matrice femelle et évacué de la zone de matriçage en direction d'un collecteur d'empilage; la figure 6 montre une variante de la machine représentée sur la figure 5 avec une matrice à filière multiple qui décharge les objets en vrac sur un dispositif d'empilage séparé; les figures 7 à 10 montrent une autre variante de la machine représentée sur la 'figure 5 dans laquelle les objets matricés sont évacués de la zone de matriçage au moyjen d'une plaque aspirante pouvant être insérée entre les parties mâle et femelle de la matrice; la figure Il illustre une plaque de prélèvement par aspiration d'une pluralité d'articles matricés au cours d'une même opération de matriçage, cete plaque étant utilisée sur la machine représentée sur les figures 7 à ; la figure 12 représente une vue frontale schématique d'une machine de thermoformage comportant une seule matrice mâle supérieure et une matrice femelle à double corps dont chacune est destinée à venir se placer alternativement sous la contre-matrice mâle; et5 la figure 13 représente une courbe indiquant les phases et les temps cycliques d'ouverture/fermeture d'une matrice de thermoformage femelle unique. Le cycle de thermoformage au moyen de machines exécutant le formage et le découpage dans un seul poste

peut ôtre schématisé comme suit.

Première phase: avance de la bande la matrice étant ouverte (figure 1).

La portion de bande en matière plastique A, provenant d'une bobine d'alimentation (non représentée) est réchauffée par les radiateurs B, par exemple à rasons infra-rouges, et avance entre les parties ouvertes de la matrice, c'est-à-dire dans la zone de thermoformage, en direction de la flèche F La matrice est formée d'une partie supérieure mâle, ou contre-matrice Mi, et d'une20 partie femelle inférieure M 2 Aussi bien la partie Mi que la partie M 2 peuvent comporter plusieurs empreintes ou des rangées d'empreintes, auquel cas on peut obtenir plusieurs objets O pour chacune des "pièces matricées brutes". Deuxième phase le formage s'effectue pendant la

fermeture de la matrice (figure 2).

La partie inférieure femelle M 2 se soulève en direction de la contrematrice mâle fixe Mi et le formage à chaud de l'objet O est effectué en faisant descendre le moule Mlp dans la cavité M 2 c de la matrice femelle M 2 et en injectant de l'air comprimé, ou en appliquant une pression négative à travers un perçage F pratiqué dans la matrice mâle Ml L'air comprimé force la matière A sur laquelle est appliqué le pré- moule Mlp à adhérer à la paroi latérale de la cavité M 2 c et au fond mobile M 2 f de ladite cavité Etant donné que ladite cavité M 2 c est refroidie par un circuit de refroidissement à eau, en général désigné par la lettre C, l'objet O se trouve également refroidi et donc soumis à un processus de stabilisation progressive tant structurelle que dimensionnelle.

Troisième phase: Découpage (figures 3 et 3 a).

Au cours de cette phase, toute la partie inférieure M 2 de la matrice effectue un déplacement ST, habituellement de 1,5 mm (figure 3 a) en direction de la matrice supérieure M 1, ce mouvement étant suffisant pour séparer le bord B O de l'objet O de la bande d'origine A. Les trois phases décrites ci-dessus sont communes à toutes les machines de thermoformage qui effectuent le formage et le découpage en un seul poste de travail, à savoir dans la zone de matriçage (voir la courbe de la figure 13) Toutefois, selon les différentes solutions adoptées pour effectuer l'extraction des objets thermoformés O de la matrice M 2 et selon les manipulations consécutives (comptage, empilage, etc), on distingue deux catégories de machine de thermoformage La première catégorie prévoit une matrice M 2 femelle unique, la seconde prévoit une matrice femelle double une partie gauche M 14 S et une partie droite M 2 d, ces deux parties étant solidaires entre elles, comme cela sera expliqué ultérieurement avec référence à la figure 12 et à l'objet

du brevet italien No 1 053 243.

La phase de découpage (troisième phase) achève le

c Ucle opérationnel, la matrice étant fermée (figure 13).

Après cette phase, la partie inférieure M 2 de la matrice descend, c'est-à-dire s'éloigne de la partie supérieure M 1, en effectuant une course S (figure 4) et en emportant avec elle l'objet O formé et découpé, lequel s'abaisse ensuite pour parvenir à un niveau inférieur à celui o se trouvent les résidus de coupe du matériau d'origine A Ensuite, le composant à fond mobile M 2 f de la matrice inférieure M 2 arrête sa propre course de descente, tandis que la partie restante de la matrice M 2 continue sa course vers le bas en dégageant et libérant donc

complètement l'objet O de la cavité M 2 c de la matrice M 2.

A ce moment du c Scle, on est en présence du délicat problème consistant à évacuer ou à extraire l'objet ou les objets O thermoformés dans la zone de matriçage et à les empiler Différents sustèmes ont été proposés dont deux seront examinés ci-après et dont l'utilisation est la plus

répandue.

Le premier est le système à souffle d'air (figure 5) qui consiste à alimenter en air comprimé un collecteur CL muni de tusères U qui créent des jets G lesquels lancent les objets O en les faisant légèrement incliner ou en les retournant dans un seul ou dans plusieurs canaux collecteurs R Les objets en poursuivant leur course dans le canal collecteur R s'empilent en formant un tas P. D'ailleurs, ce système ne peut être appliqué que si les objets sont disposés à l'intérieur de la matric M 2 en

une rangée unique.

Si les objets sont disposés à l'intérieur de la matrice M 2 en plusieurs tangées (rangées multiples) les jets d'air G peuvent faire sortir les objets O de la zone délimitée par les parties Mi et M 2 de la matrice, mais ils seront déchargés en vrac Pour les ordonner et les empiler ensuite, il est nécessaire de prévoir la présence d'un dispositif d'empilage PL destiné à cet effet (figure 6) distinct de la machine de thermoformage, dispositif dont le fonctionnement doit être synchronisé avec ladite machine Ceci implique naturellement des coûts complémentaires importants, une complexité opérationnelle plus grande et un pourcentage important d'objets

endommagés et donc à mettre au rebut.

A l'aide de machines de thermoformage munies d'un dispositif d'empilage PL les objets O sont évacués de la zone de matriçage par soufflage et en heurtant une surface de butée AR avant de tomber dans un bac collecteur V Sur le fond du bac V, il est possible de prévoir, parmi différents ssstèmes possibles, un récepteur à tapis transporteur TR commandé par un mécanisme CM en croix de Malte présentant une pluralité de panneaux articulés les uns aux autres et dont chacun présente un creux Wl pour loger un objet O Les objets, après avoir heurté la surface AR inclinée dans une direction bien déterminée, finissent par tomber à l'intérieur des creux de logement Wl pour être ensuite transportés en un mouvement intermittent vers un pousseur IP, commandé par une genouillère E,qui les pousse un par un à l'intérieur d'un canal collecteur Rdans lequel se forme une pile P. Ce sjstème, mentionné ici à titre d'exemple parmi d'autres ssstèmes semblables, présentent des inconvénients considérables. Avant tout, on ne peut empiler que des objets arrondis et dont la hauteur est supérieure à des dimensions minimales déterminées; il est impossible,par conséquent, d'empiler des objets devant présenter une forme

très précise, par exemple des objets à base rectangulaire.

En outre, lors de la chute et du mélange éventuel à l'intérieur du bac V, de nombreux objets sont déformés et

donc endommagés.

Pour ces motifs, le s Nstème connu illustré sur la figure 6, ainsi que d'autres ssstèmes semblables, est de

nos jours considéré comme obsolète.

Le second s Ustème est à plaque aspirante et a été représenté schématiquement sur les figures 7 à 11 et fait l'objet du brevet 1 175 178 Pendant la course d'ouverture T de la matrice, effectuée par la partie femelle inférieure M 2, une plaque aspirante PA s'insère au-dessus du bord supérieur B de l'objet thermoformé 0, mais au-dessous des déchets A du matériau d'origine, dans une position telle qu'elle permet l'aspiration de l'objet ou des objets 0 lorsque la matrice M 2 a terminé sa course de

descente T (ouverture complète de la matrice).

La matrice M 2 effectue donc une pause dans sa position d'abaissement maximal pour permettre à la plaque aspirante PA de s'éloigner de la zone délimitée par les matrices Ml et M 2 (zone de matriçage, figure 8) en amenant avec elle les objets 0 vers une zone adjacente à la machine de thermoformage, o sont prévues des ventouses 15 articulées sur des bras BG d'un dispositif d'empilage R (figures 9 et 10) Dès que la plaque TA est arrivée dans la position représentée sur la figure 8, c'est-à-dire dès qu'elle se trouve en dehors de la zone de matriçage, la matrice M 2 commence sa course de remontée, la bande de matière plastique A avance à nouveau d'un pas et un nouveau cscle de thermoformage commence En même temps, les ventouses US (figure 9) prélèvent les objets 0 de la plaque PA Par une rotation du bras BS et une rotation simultanée autour de l'axe Q les ventouses VS sont inversées et amenées contre un collecteur multiple R dans lequel les objets s'entassent, pour former des piles P

(figure 10).

Les difficultés et les inconvénients qui limitent les performances du sjstème d'extraction sur les machines de thermoformage à matrice femelle unique sont les suivants: 1 course d'ouverture T de la matrice très longue, celle-ci étant la somme entre la hauteur de l'objet ou des objets O et de la course S (figures 4 et 7) plus un tronçon nettement défini pour assurer une marge de sécurité raisonnable (figure 7) Toutefois, étant donné que le temps passé pour exécuter la course T est un temps inutile dans le cycle, on peut supposer que, toutes les autres conditions étant égales, le rendement est d'autant

plus bas que les objets O à extraire sont plus hauts.

2 La course S est prévue pour créer l'espace nécessaire à la plaque PA pour venir s'insérer entre la matière plastique A et l'objet ou les objets thermoformés 0 Maintenir la course S à une valeur réduite implique des difficultés pour dimensionner la plaque aspirante PA. Augmenter la course S signifie abaisser sensiblement la productivité de la machine de thermoformage La définition de la course S et les dimensions de la plaque PA sont donc toujours le fruit d'un compromis Cependant, les10 dimensions de la plaque d'aspiration PA sont également soumises à l'exigence consistant à ne pas gêner l'avance de la bande A en matière plastique qui, à l'état

réchauffé, a tendance à céder et à couler vers le bas.

3 Le maintien ouvert de la matrice pendant le temps nécessaire à l'entrée et à la sortie de la plaque aspirante PA de la zone de matriçage fait augmenter le temps passif ou temps mort du cjcle de thermoformage

(figures 7, 8 et 13).

Le fait de devoir observer une pause à matrices ouvertes,pendant le temps nécessaire à l'insertion de la plaque PA entre la matière plastique A et l'objet ou les objets O à prélever, au moment de l'aspiration des objets et de leur évacuation (ce temps étant habituellement égal à environ 30 % du temps du ccle, c'est-à-dire un intervalle absolument non négligeable) pèse lourdement sur

la productivité de la machine.

Si, ensuite, dans la matrice M 2 se trouvent des objets de dimensions relativement grandes ou des petits objets en plusieurs rangées, le temps de déplacement de la plaque PA augmente, parce que la longueur de la course T est plus grande ou parce que la plaque PA doit parcourir des courses d'aller et de retour au moins égales à la

largeur LA de la matrice M 2 (figure 7).

4 Le temps de séjour de l'objet ou des objets O dans la matrice, c'est-à-dire les parois de l'objet en contact avec la paroi refroidie de la cavité M 2 c de la matrice M 2, constitue un autre paramètre importantqui influe sur la productivité d'une machine de thermoformage. En effet, dès que la matrice M 2 a gagné la position5 représentée sur la figure 4, l'objet O est détaché de la paroi de la cavité O 2 c et il y a donc arrêt du refroidissement de stabilisation de la matière plastique soumise au thermoformage Comme on peut le noter en observant la courbe de la figure 13, le temps de10 refroidissement tst pour la stabilisation à l'intérieur de la matrice est celui qui se déroule entre l'injection de l'air de formage t I (à travers le trou F 0) et la phase initiale de l'extraction t 3 (figure 4) Normalement, ce temps est inférieur à environ la moitié du temps complet du cycle Dans le cas o il serait nécessaire d'augmenter le temps de refroidissement tst, il faudrait réduire la

vitesse de la machine de thermoformage.

Puisque les objets sont directement envo Ués de la plaque PA vers l'empilage, il n'est pas possible d'exécuter des opérations supplémentaires (par exemple perçage, étiquetage et analogues) sur les objets O entre

les opérations d'extraction et d'empilage.

S'il j a nécessité d'exécuter des opérations supplémentaires sur les objets thermoformés et empilés 0, il faudra repositionner les objets, ce qui habituellement implique de les enlever de la pile et de les envoyer sur des machines opérationnelles prévues pour effectuer les opérations requises, ce qui comporte le risque

d'endommager les objets et de générer les rebuts.

L'un des inconvénients les plus pénalisants des machines de thermoformage avec extraction à plaque aspirante est constitué par la forme et l'encombrement limités de la plaque aspirante elle-même En effet, si l'on se réfère à la figure 11, on remarquera à quel point la différence de pression entre la pression ambiante extérieure et la pression négative créée par aspiration à travers la plaque PA dans l'espace intérieur des objets thermoformés O crée la force avec laquelle les objets O sont attirés et maintenus collés contre la plaque On peut dire avec une bonne approximation que cette différence de pression est égale à la perte de charge que les débits d'air Qi/2, Q 2/2 et Q 3/2 créent en passant à travers les

interstices FE existants sur les bords BO.

A l'intérieur de la plaque PA, régneront les conditions suivantes: dans la section SI, l'air aura une vitesse Vi telle qu'elle permettra le passage du débit Qi, dans la section 82, il y aura une vitesse 172 différente de Vi et telle qu'elle permettra le passage du débit Qi + Q 2, dans la section 53, il S aura une vitesse U 3 différente de VI et 12 et telle qu'elle permettra le passage d'un débit égal à QI + Q 2 + Q 3 Les conditions idéales de fonctionnement ne sont réalisées que lorsque Qi = Q 2 = Q 3 Comme la plaque aspirante PA doit s'insérer entre la bande en matière plastique A et les bords supérieurs BO des objets O, sa dimension dans le sens de la hauteur doit être la plus basse possible pour ne pas être obligé d'allonger de manière excessive la course d'ouverture de la matrice Par conséquent, dans la pratique on préfère adopter une configuration dans laquelle 13 est très supérieure à Vi, dont il résulte que, dans les conditions de travail, Qi est supérieur à Q 2, qui à son tour, est supérieur à Q 3 Cela signifie que les conditions dans lesquelles le travail est effectué sont

très loin d'être optimales.

Sur les machines de thermoformage qui utilisent une matrice inférieure double du type indiqué dans le brevet No 1 053 243 et représenté schématiquement sur la figure 12, le formage des objets est exécuté par l'accouplement 1 i alterné entre l'une des deux parties inférieurs M 2 S et M 2 d

et la seule partie supérieure mâle Ml.

Lorsque les matrices MI et M 2 sont fermées, le thermoformage s'effectue de la manière décrite ci-dessus sous les titres "première et troisième phases". Les machines de ce type permettent d'obtenir des avantages dans les phases successives,car 1) la course T d'ouverture des matrices est indépendante de la profondeur ou de la hauteur des objets thermoformés et peut donc être maintenue à une valeur minimale suffisante pour faire passer la matière plastique A en réduisant grandement le temps passif du cycle, comme cela est mis en évidence dans la courbe représentée sur la

figure 13.

2) La matrice reste ouverte seulement pendant le temps nécessaire pour faire avancer la matière en bande A et pour effectuer la translation alternée des matrices femelles M 2 Set M 2 d Ces opérations s'effectuent simultanémentsans prévoir de pause pour l'extraction des

objets thermoformés 0.

3) Le temps de séjour des objets O dans la cavité M 2 c, leurs propres parois adhérant à la matrice, est plus long que le cscle de thermoformage (figure 13), puisque les objets O restent en étroit contact avec la matrice à partir du moment o s'effectue le découpage jusqu'au thermoformage suivant, qui a lieu dans l'autre matrice femelle En d'autres termes, le refroidissement pour un objet thermoformé O se poursuit pendant toutes les phases suivantes: formage, par exemple dans M 1-M 2 s découpage ouverture de la matrice translation de la matrice femelle double fermeture de la matrice Mi-M 2 d

formage à l'intérieur de M 1-M 2 d.

L'empilage des objets O sur ces machines de thermoformage s'effectue dans le dispositif d'empilage Rs pour les objets formés dans M 2 S pendant la phase de formage dans la matrice M 2 d et dans le dispositif d'empilage Rd pour les objets formés dans M 2 d. Les fonds M 2 fs et M 2 fd procèdent à l'extraction des objets O en effectuant la course Ct (figure 12) et les empilent de manière alternée en poussant les objets formés dans la matrice femelle M 2 S dans le dispositif collecteur ou d'empilage Rs de gauche et ceux formés dans la matrice femelle, M 2 D dans le dispositif collecteur d'empilage de droite Rd Les dispositifs Rs et Rd sont disposés sur les côtés de la partie fixe de la contre-matrice Ml Il peut cependant arriver que des objets O qui présentent des portions d'appui en contre-dépouille (par exemple 2, 3, 4 ou plusieurs taquets ou petites dents rentrantes disposés sur le même niveau), ceci étant prévu comme cela est habituel dans la technique, pour interdire que les objets viennent s'encastrer complètement l'un dans l'autre pendant l'empilage (ce qui rendrait impossible leur désempilage consécutif en vue de leur utilisation), viennent se disposer en un alignement vertical parfait parce que provenant tous d'une même matrice Dans ce cas, il peut arriver que deux ou plusieurs objets empilés successivement se superposent de manière précise, ce qui neutralise l'effet d'écartement des taquets ou des petites dents et par conséquent provoque l'encastrement des objets

l'un dans l'autre rendant leur séparation problématique.

Une autre cause d'un mauvais écartement et donc d'un encastrement irréversible d'objets thermoforomés empilés réside dans le formage imprécis des taquets ou des petites dents d'empilage (qui habituellement font saillie vers l'intérieur de l'objet sur une fraction de millimètre ou un peu plus), lesdits taquets ou dents, entre autres parce qu'il sagit d'une matière thermoplastique et donc instable sur le plan dimensionnel au moment du formage, étant obtenus avec des tolérances dimensionnelles relativement grandes On peut donc constater selon, entre autres, la nature de la matière plastique utilisée, la forme et la profondeur des objets à thermoformer des variations de l'angle de raccord aussi bien des taquets que du fond de chaque objet, ces variations étant inacceptables pour un

empilage correct desdits objets.

Les objets qui ne peuvent pas se désempiler, ou avec une certaine difficulté seulement, exigent des interventions manuelles,qui réduisent la productivité et qui finissent presque toujours par augmenter le nombre des rebuts. Comme on le remarquera, la course Ct des fonds M 2 fs et M 2 fd dépend de la hauteur maximale des objets O à former et elle est d'autant plus longue que l'objet est plus profond Il est en effet impératif d'éviter que le fond de l'objet O interfère avec le mouvement de

translation et de fermeture de la matrice.

Sur la figure 12 sont représentés des axes Sp, lesquelsen phase de fermeture des matrices, effectuent le centrage des parties M 2 S et M 2 d par rapport à la partie fixe M 1, au moyen de l'insertion mesurée dans des sièges respectifs Z prévus dans la matrice M 2 Par Al sont désignés également schématiquement les organes d'alimentation ou d'avance de la bande en matière plastique A. Comme dans les machines de thermoformage à matrice femelle unique, ainsi que dans les machines à matrice femelle double, l'empilage des objets s'effectue sans qu'il y ait la possibilité pratique d'exécuter des opérations supplémentaires sur les objets thermoformés 0, ceux-ci étant collectés dans des piles immédiatement après

le thermoformage.

Un objet de la présente invention est d'éliminer ou de réduire sensiblement les inconvénients déplorés ci-dessus inhérents aux procédés et aux machines de

thermoformage et d'extraction connus.

Un autre objet de la présente invention est de proposer un procédé d'extraction des objets thermoformés de la zone de matriçage en utilisant une plaque aspirante dont les dimensions ne sont soumises à aucune contrainte critique. Un but spécifique de la présente invention est de permettre, pour chaque cycle de thermoformage, d'effectuer sur les objets thermoformés toute une série d'opérations supplémentaires et/ou auxiliaires souhaitées, en maintenant les objets hors de la matrice dans la même position mutuelle qu'ils occupaient à l'intérieur de

ladite matrice.

Un autre but de la présente invention est de permettre une réduction sensible du temps de pause des matrices ouvertes au bénéfice de la productivité et de l'efficacité. Un autre but de la présente invention est de pouvoir réduire de manière drastique, jusqu'à la diviser par deux, la hauteur de la matrice avec une diminution consécutive des masses en mouvement, du co Ut de fabrication de la matrice et une augmentation substantielle de la rapidité

de déplacement ou de translation de la matrice.

Un autre but de la présente invention est celui d'assurer la production d'objets thermoformés finis, éventuellement comportant un ou plusieurs usinages supplémentaires exécutés simultanément à une opération de thermoformage avant l'empilage et le conditionnement, sans

impliquer la nécessité d'une reprise d'usinage quelconque.

Selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de thermoformage d'objets creux munis d'un fond à partir d'une matière thermoplastique en bande, procédé qui prévoit, en un seul cscle opératoire pré-programmé la production d'une pièce matricée brute par emboutissage à chaud et la découpe de l'objet ou des objets à l'intérieur d'une moitié d'une matrice mobile double femelle qui se trouve dans la zone de matriçage en regard d'une contre-matrice mâle, le déplacement de la matrice femelle dont une moitié contient l'objet ou les objets thermoformés, vers une zone de dégagement respective située alternativement d'un côté et de l'autre de la zone de matriçage, le prélèvement de l'objet ou des objets de la moitié de la matrice femelle se trouvant dans la zone de dégagement prévue et leur transfert sur l'un des nombreux gabarits de réception dont la configuration imite celle de la matrice et qui sont mobiles séquentiellement le long d'un parcours d'avance, l'avance séquentielle desdits gabarits vers au moins un poste de travail ou de manipulation qui s'effectue en même temps qu'une avance dans le sens inverse de la matrice femelle pour amener son autre moitié en correspondance avec la contre-matrice mâle en vue de la fabrication d'une nouvelle pièce matricée, et l'exécution d'au moins une opération d'usinage ou de manipulation de tous les objets apportés par au moins un gabarit en même temps que s'effectue la fabrication de

la pièce matricée suivante.

Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un appareillage de thermoformage d'objets creux munis d'un fond à partir d'une matière thermoplastique en bande qui comprend: un contre-matrice et une matrice femelle double dont l'une est conçue pour se déplacer alternativement par rapport à l'autre pour effectuer la fermeture entre la contre-matrice et, à tour de rôle, une moitié de la matrice femelle et pour amener simultanément vers une zone de dégagement facilement accessible l'objet ou les objets produits antérieurement dans l'autre moitié de la matrice femelle. un dispositif d'avance de la bande pas à pas destiné à faire avancer la matière thermoformable entre la matrice et la contre-matrice, un dispositif de coupe pouvant être activé à la fin de chaque mouvement de fermeture de la matrice, un transporteur pas à pas comportant une pluralité de plaques ou de gabarits dont chacun est conçu pour recevoir et pour supporter l'objet ou les objets d'une même opération de matriçage dans la même position que ces objets occupaient à l'intérieurde la matrice, au moins une tête de prélèvement conçue pour prélever de la matrice femelle double une pièce matricée alternativement d'un côté et de l'autre de la contre matrice et la transférer sur une plaque ou un gabarit respectif du transporteur, et au moins un poste d'usinage et de manipulation placé le long du transporteur pour traiter ou usiner simultanément tous les objets d'au moins une pièce

matricée brute.

D'autres aspects et avantages de l'appareillage

conforme à l'invention ressortiront de la description

détaillée qui va suivre de l'un de ses modes de réalisation présenté à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux figures 14 à 32 des dessins annexés, dans lesquels: la figure 14 est une vue schématique en élévation de face de la partie du transporteur de l'appareillage; la figure 15 est une vue schématique en plan de la figure 14; les figures 16 et 17 sont des vues schématiques en plan et à échelle agrandie semblables à celles de la figure 15, mais les têtes de prélèvement se trouvant dans une autre phase d'exécution; les figures 16 A et 16 B sont des vues partielles de dessus et à échelle agrandie, respectivement des deux moitiés d'une matrice femelle double; les figures 18 et 19 représentent des vues schématiques en élévation de la presse de thermoformage, dans deux phases opérationnelles différentes et sans le transporteur pas à pas la figure 20 est une vue du basa échelle agrandie, d'une portion de la tête de prélèvement; les figures 21 A, 21 B et 21 C montrent des détails à échelle agrandie de la figure 19; la figure 22 représente un détail à échelle agrandie de la figure 14; la figure 23 est une vue semblable à celle de la figure 14,mais pendant une autre phase opérationelle; la figure 24 représente un détail de la figure 23; la figure 25 est une vue en élévation de face d'un dispositif d'empilage en phase de chargement, utilisable en aval du transporteur pas à pas; la figure 25 A montre à échelle agrandie un détail de la figure 25 concernant la verticalité d'empilage des objets thermoformés; la figure 26 représente un détail à échelle agrandie de la figure 25; la figure 27 illustre le dispositif d'empilage de la figure 25 pendant la phase de décharge sur un plat; la figure 28 représente un détail de la figure 26 en équilibre prêt au déchargement; la figure 29 illustre le dispositif d'empilage de la figure 27 en équilibre de déchargement à l'horizontale; les figures 30 et 31 représentent schématiquemnt des phases successives du chargement à l'horizontale du dispositif d'empilage de la figure 29; la figure 32 montre une variante par rapport à la figure 23; et la figure 33 représente une courbe des phases et des temps cycliques de thermoformage de l'appareillage représenté sur les figures 14 à 31 et se référant à la courbe de la figure 13 pour comparaison. Avec référence aux figures mentionnées ci-dessus, on remarquera qu'un appareillage ou une presse de thermoformage conforme à la présente invention est constitué d'une structure de support 1, sur laquelle est monté un plateau supérieur fixe 2 qui supporte une contre-matrice mâle 3, fixe dans l'exemple représenté, une table de coulissement porte- matrices 4, supportée par exemple par des coussinets à roulement à rouleaux conçus pour des charges élevées et auto-lubrifiés (non représentés sur les dessins), pour effectuer des déplacements horizontaux (flèche A), et un plateau inférieure 5, mobile dans le sens vertical (flèche B, figure 18) et commandé, par exemple, par deux groupes à genouillère (non représentés) La table de déplacement 4 supporte deux matrices femelles (matrice femelle double) 6 et 7,égales entre elles et disposées côte à côte et sur le même niveau, ces matrices étant destinées à être déplacées par la table de coulissement 4 de manière alternée pour venir sous la contre-matrice fixe 3 et donc être poussées à se soulever et à se fermer contre ladite contre-matrice pour, ensuite, s'ouvrir et donc être abaissées pour être déplacées latéralement par rapport à la contre-matrice En d'autres termes, la matrice 6 est déplacée à gauche et la matrice 7 à droite (en regardant les figures du dessin)

par rapport à la contre-matrice.

Sous la contre-matrice fixe 3, mais au-dessus de la matrice femelle double 6, 7, avance pas à pas, en synchronisme avec la cadence de matriçage, une bande 8 en matière thermoplastique, qui peut être déroulée d'une bobine ou qui peut provenir directement d'une chatne d'extrusion accouplée à l'appareillage de thermoformage et qui avance sous l'effet d'un dispositif d'alimentation à chatne désigné de manière générique par 9, dans la direction normale à celle du déplacement de la matrice femelle double 6 7. Comme on peut le voir plus nettement sur les figures 18 et 19, la contre-matrice fixe 3 peut présenter une pluralité d'alvéoles 10 auant chacun une extrémité inférieure ouverte délimitée par un bord libre Il (figures 21 A et 21 B) et dans lesquels loge un tampon mâle 12,f ixé à l'extrémité d'une tige verticale de commande 13 montée de manière coulissante à travers la paroi supérieure de la contre-matrice et s'étendant à l'extérieur de celle-ci jusqu'à atteindre et venir se fixer sur une barre ou sur une plaque de commande supérieure 14, laquelle est, à son tour, commandée par des moyens non représentés sur les dessins, par exemple d'un type très connu par les spécialistes de la technique Les deux matrices femelles 6 et 7 présentent chacune une pluralité de cavités 15 évasées et ouvertes vers le haut en un nombre égal à celui des alvéoles 10 et présentant le même entr'axe, de manière que,pendant la phase de fermeture d'une matrice femelle avec la contre-matrice fixe, chaque alvéole 10 se trouve avec précision au-dessus et en application contre une

cavité 15 correspondante.

Pour un accouplement correct entre la matrice femelle 6, 7 et la contre-matrice fixe 3, des moyens de centrage ont été prévus, formés par exemple de quatre axes 16 supportés par le plateau supérieur 2, fixes ou à sortie pouvant être manoeuvrée pour venir s'insérer dans des logements 17 prévus à cet effet dans les matrices femelles

pendant la fermeture desdites matrices.

Le fond de chaque cavité 15 comporte un dispositif d'extraction (figures 18, 19, 21 A, 21 B et 21 C) formé par une tête 18 mobile vers le haut, parce pouvant être manoeuvré par une tige 19 respective solidaire avec une barre ou une plaque de commande 20, ce dispositif d'extraction étant destiné à soulever et à expulser, après l'ouverture des matrices, un ou plusieurs objets 150 thermoformés à l'intérieur desdites matrices. De manière avantageuse, chaque cavité 15 peut présenter un rétrécisement 21, qui entratne la présence d'un gradin tout autour de l'objet matricé et dont la hauteur à partir du fond de la cavité définit le ruthme

d'empilage H des objets matricés 150 (figure 21 A^.

Pour effectuer les mouvements d'approche/écartement dans le sens vertical des matrices femelles 6, 7 par rapport à la contre-matrice fixe 3, le plateau inférieur 5 est commandé par des groupes prévus à cet effet (non représentés), par exemple par deux groupes de genouillères. Sur la base des deux groupes de genouillères, il est possible de prévoir deux excentriques qui, en faisant exécuter une petite course au plateau 5, permettent d'exécuter la coupe et la séparation des objets de la bande Cette opération, comme c'est l'usage dans la technique, est effectuée pendant la fermeture des matrices

femelles 6, 7, serrées contre la contre-matrice fixe 3.

Le plateau fixe supérieur 2 présente deux axes de support verticaux 22 et 23 (figures 15, 16 et 17), sur chacun desquels est monté, de manière tournante, un bras basculant 24, 25,qui, en regard de sa propre extrémité libre, supporte une tete de prélèvement à pression négative 26, 27, construite par exemple en forme de cloche collectrice fermée à la base par une plaque d'aspiration perforée 23 et communiquant en haut avec une source de vide de pression négative pour l'appel d'air, par exemple une pompe aspirante, non représentée, à travers un conduit flexible 26 a et 27 a Comme le montre plus nettement la figure 20, la plaque 28 présente une pluralités de trous passants 29, ordonnés à une certaine distance du croisement des gorges d'aspiration longitudinales 30 et transversales 31, leur entr'axe étant avantageusement égal à celui des cavités 15 des matrices femelles 6 et 7. Les bras 24 et 25 sont disposés sur un flanc respectif de la contre-matrice fixe 3 et peuvent se déplacer de manière angulaire autour des axes 22 et 23 entre une position dans laquelle la tête de prélèvement respective 26 et 27 se trouve placée au-dessus d'une matrice femelle respective 6 ou 7, lorsque celle-ci a été déplacée latéralement en sortant complètement de l'emprise de la contre-matrice fixe 3, et une position extérieure à la machine de thermoformage, ce déplacement des bras 24 et 25 étant commandé par un groupe motoréducteur 32, 33 respectif, piloté pour provoquer des déplacements angulaires rythmiques de la tête de prélèvement 26, 27, en synchronisme avec le mouvement alterné de va-et-vient des matrices 6 et 7, afin d'effectuer le transfert des objets

thermoformés 150, comme cela sera décrit plus loin.

Entre le rason d'action des bras 24 et 25 est situé un transporteur pas à pas 35 (figures 14, 15, 16, 22 et 23), qui est constitué de deux flancs ou bords de coulissement et de support 36, d'une pluralité de plaques ou gabarits 37,qui sont supportés de manière coulissante par les flancs et entratnés en regard de deux de leurs extrémités opposées par une paire de chatnes 38, renvoyées aux extrémités du transporteur par des paires de roues à chatnes 39 (figure 22) Chaque plaque ou gabarit 37 présente, en regard de ses propres extrémités d'engagement avec les chatnes, un axe intermédiaire 40 d'articulation à une chatne 38 et deux galets ou axes latéraux 41 et 42 Le long des bords 36, les galets 41 et 42 sont libres ou peuvent coulisser sur des guides ou des rails rectilignes supérieurs 43 et inférieurs 44, tandis qu'en regard des extrémités de renvoi du transporteur, l'axe 40 est contraint de suivre un parcours circulaire autour d'une roue 39, le galet avant (vu dans la direction du déplacement, par exemple le galet 41 sur la figure 22) est contraint de suivre un parcours également circulaire le long d'un guidage fixe 45,dont le rayon de courbure est identique à celui du cercle primitif de la roue 39, et le galet arrière ( 42 sur la figure 22) est engagé entre deux dents 46 d'une roue 47,dont l'axe de rotation se situe au même niveau que celui de la roue 39 et dont le cercle primitif est identique Grâce à cette disposition, aux extrémités du transporteur 35, chaque plaque ou gabarit 37 est toujours renvosé dans un plan parallèle aux autres plaques ou gabarits et, en position de dégagement, il est relativement loin, tant de la plaque ou gabarit qui le

précède que de celui qui le suit.

Il s'avère donc possible de prévoir un poste de traitement ou d'usinage 50 (figures 14 et 23) et un poste d'empilage 51 en regard des extrémités de renvoi du transporteur 35 et d'éventuels postes intermédiaires de traitement ou d'usinage, comme cela sera évoqué ultérieurement. Le poste d'usinage 50 est destiné à effectuer des opérations diverses sur les objets matricés 150 qui sont disposés dans une position facilement accessible aux groupes opérationnels prévus dans ce poste, tandis que, dans le poste d'empilage 51,les objets matricés peuvent être empilés avant d'être définitivement évacués par le

transporteur 35.

Les plaques ou gabarits 37 présentent chacun plusieurs trous ou sièges 38 d'ouverture identique (ou légèrement plus petite) et leur entr'axe est identique à celui des cavités 15 des matrices femelles 6 et 7, raison pour laquelle lesdites plaques peuvent recevoir les objets obtenus en une seule opération de matriçage pour être transférés par les têtes 26 et 27 Les plaques ou gabarits 37 sont déplacés pas à pas le long d'un trajet supérieur d'aller sur le transporteur 35,le long duquel ils reçoivent des objets matricés 150 alternativement par les têtes 26 et 27, ils sont arrêtés de manière séquencée en regard du poste de traitement 50,d'o ils sont envoyés le long d'un parcours inférieur pour arriver au poste de

manutention 51.

Le poste de traitement ou d'usinage 50 peut être prévu pour effectuer une opération additionnelle quelconque, par exemple le perçage du fond des objets matricés 150, l'application d'une estampille à sec ou d'un tampon sur les objets, l'étiquetage, le remplissage avec des poudres pour boissons solubles, la stérilisation, etc. Sur les figures 14 et 23, le poste 50 est représenté à titre d'exemple par une perforatrice à genouillère munie d'outils de perforation 52 disposés selon le même entr'axe que les logements 37 a des gabarits 37 et commandée à la

même cadence opérationnelle que le transporteur 35.

En outre, à la place ou en accompagnement de la perforatrice à genouillère 52, peut être prévu un autre groupe d'usinage quelconque conçu pour effectuer un usinage souhaité ou une manutention sur les objets matricés. Le poste d'empilage 51 (figures 14 et 23 à 29) est constitué d'un bâti de support 53, dans lequel se trouve disposée l'extrémité aval du transporteur 35, par un pousseur inférieur 54,pouvant être animé d'un mouvement alterné vertical de va-et-vient synchronisé avec le fonctionnement du transporteur 35 et présentant une pluralité de têtes de poussée 55 en nombre pair et dont l'entr'axe est identique à celui des trous 37 a des gabarits 37, ainsi que par un dispositif d'empilage 56, disposé au-dessus du transporteur 37, en alignement vertical avec le pousseur 54 Le dispositif d'empilage 56 peut être d'un type quelconque, par exemple plusieurs tiges tubulaires parallèles 55 assemblées par un châssis 58 (figure 25), sur lequel est monté de manière coulissante un pousseur supérieur 59,lequel peut également être animé d'un mouvement alterné de va-et-vient, comme

cela sera expliqué plus loin.

Chacune des tiges 57 est munie avantageusement d'une dent 60 escamotable (figures 26 et 28), parce qu'elle est montée autour d'un axe transversal 61 de manière à pouvoir se déplacer angulairement entre une position rentrée dans la tige (figure 28), permettant le déplacement des objets entre lesdites tiges, et une position en saillie hors de la tige (figure 26),en engagement avec un bord 151 d'un

objet 150.

Comme on le voit mieux en observant les figures 16 A, 16 B et 25 A, il est possible de faire en sorte que la matrice femelle 6 produise des objets identiques à ceux produits par la matrice femelle 7, mais qui présentent, par exemple quatre taquets ou petites dents 152 biseautés selon un angle prédéterminé, de manière que grâce au fait que les piles d'objets en regard du poste 51 sont formées par des objets provenant alternativement de la matrice 6 et de la matrice 7 parce qu'ils ont été chargés de telle manière sur les gabarits 37 du transporteur 35 la partie plane du fond d'un objet 150 (même si l'angle de raccord de ce fond est relativement grand) se trouve toujours en

appui contre un nombre suffisant de taquets 152.

Un résultat analogue est obtenu si, au lieu d'avoir recours à une autre disposition angulaire des taquets 152 à l'intérieur des deux matrices femelles, on prévoit un nombre différent de taquets 152 Ceci permet naturellement d'avoir toujours une verticalité parfaite de l'empilage, sans risque d'un encastrement permanent ou irréversible entre les objets 150, permettant donc de réduire le nombre

des rebuts.

Le dispositif d'empilage 56 est supporté par une structure en forme de chariot 62, laquelle, au mo Uen de roues 63, peut glisser le long d'un rail ou d'un profilé 64 pour le transfert du dispositif d'empilage 56, par exemple au-dessus d'un plan de pose et de support 65 pour plusieurs piles d'objets 150, ce plan de pose pouvant, si on le souhaite, être soulevé ou abaissé, comme le montrent

schématiquement les figures 25 et 27.

Le rail 64 peut être monté de manière rotative autour de son axe longitudinal 66 et peut opérer des excursions angulaires autour de cet axe au moyen d'un secteur denté 67 qui s'engrène dans un pignon denté 68 monté sur l'arbre de sortie 69 d'un groupe motoréducteur Grâce à cette disposition, il est possible d'incliner de 90 ou d'un angle intermédiaire quelconque le dispositif d'empilage 56 de manière à le disposer, par exemple horizontalement et de l'installer sur une plate-forme d'appui 71 (figures 29 à 31) La plate-forme 71 est prévue pour effectuer (au moyen d'une transmission 72, une vis 73 et une vis-mère correspondante) un mouvement de descente pas à pas pour permettre à un expulseur transversal 74 de transférer une rangée de piles d'objets 150 vers un transporteur à cage 75,qui se charge de l'envoi des objets empilés, par exemple, vers un poste

de conditionnement.

Le fonctionnement de l'appareillage décrit ci-dessus est d'une simplicité extrême La matrice étant ouverte, on fait avancer tout d'abord sur un tronçon pré-défini, au mo Sen du dispositif d'alimentation à chatne 9, la bande de matière plastique 8 pour qu'elle vienne se trouver sous la contre-matrice fixe 3, ensuite la matrice femelle 6 ou 7 (par exemple la matrice 6) se trouvant sous la contre-matrice est soulevée et fermée contre ladite contre- matrice 3, ce qui a pour conséquence le thermoformage des objets 150 et ensuite leur découpe La matrice 6 ainsi que la matrice 7 s'abaissent pour effectuer l'ouverture et immédiatement après la table support 4 se déplace latéralement de manière à amener la matrice 6 complètement en dehors de la contre-matrice 3 et la matrice 7 sous la contre-matrice 3 qui est prête pour

un nouveau c Ucle de thermoformage.

Entre temps, la tête de prélèvement 26 est parvenue dans la zone d'extraction au-dessus de la matrice femelle 6, à ce moment complètement dégagée, et dès que la matrice 7 se ferme contre la contre-matrice ladite tête 26 enlève les objets matricés 150 de la matrice 6, lesdits objets ayant été précédemment extraits ou soulevés par les cellules 15 des têtes 18 du dispositif d'extraction En tournant de son propre axe 22 (figure 16), la tête 26 parvient au-dessus d'un gabarit 37 sur le tapis transporteur 35 et dépose les objets matricés 150 dans des trous 37 a dont le nombre est égal à celui des objets

matricés (figures 15 et 16).

Au cours du cscle de thermoformage suivant, la tête de prélèvement 26 parviendra au-dessus de la matrice 7 déplacée latéralement par rapport à la contre-matrice 3 dans la zone d'extraction et par un mouvement analogue à celui de la tête 26 transférera, de manière analogue, une pièce matricé brute de la matrice 7 vers un gabarit 37 du transporteur 35 De cette façon, la tête 27 posera les objets 150 sur des gabarits alternés du transporteur La tête de prélèvement 26 fera la même chose, mais sur les gabarits laissés libres par la tête 27, ce qui a pour conséquence que tous les gabarits 37 envojés au poste

d'usinage 50, seront, à la fin, chargés d'objets 150.

On remarquera comment le transfert et le séjour de chaque pièce matricée brute sur le transporteur pas à pas permet également de prolonger considérablement les temps de stabilisation hors matrice test, ce qui constitue une caractéristique avantageuse pour améliorer la qualité des objets thermoformés 150 En effet, dans l'exemple décrit, les objets 150 sont maintenus dans les gabarits du transporteur 35 pendant un nombre de cycles de

thermoformage égal à sept ou davantage.

De temps en temps, il sera possible d'effectuer un prélèvement des objets 150 sur un gabarit 37 choisi au hasard, pour effectuer le contrôle de la qualité desdits objets sans que cela entratne la moindre perturbation pour

le cycle opératoire de l'appareillage.

Au regard du poste de traitement 50, les objets sont usinés ou partiellement remplis d'une matière en poudre, ou étiquetés, etc, et ensuite renvoyés sur le tronçon du transporteur 35 vers le poste d'empilage 51, d'o ils seront enlevés par piles pour être expédiés vers l'utilisateur ou vers un poste de conditionnement pour l'expédition Pendant leur trajet le long du tronçon inférieur du transporteur, ces objets subissent également une stabilisation prolongée en restant constamment dans une position mutuelle identique à celle qu'ils occupaient

dans la matrice de thermoformage.

On remarquera à quel point le prélèvement par têtes aspirantes 26 et 27 permet non seulement une régulation facile et uniforme de la pression négative interne sur toute la surface de travail de la plaque 28, mais qu'il est applicable en toute circonstance,car il n'est pas lié à la présence d'un bord 151 sur les objets à prélever En outre, l'utilisation des têtes 26 et 27, à la différence de ce qui se produit avec les systèmes classiques, implique que la course d'extraction des objets 150 des

matrices est égale au rsthme d'empilage H (figure 21 A).

Plus particulièrement, avec référence à la figure 21 B, lorsqu'une matrice 6 ou 7 (par exemple, la matrice 6) a été déplacée en position d'extraction ou de déchargement, la tête 26, comme cela a déjà été mentionné, se déplace simultanément vers une position au- dessus de la matrice 6 La course haque le dispositif d'extraction 18 et 20 doit effectuer pour extraire partiellement les objets 150 avant que ceux-ci soient -prélevés par la tête 26, est effectuée tandis que la partie 7 de la matrice exécute un autre cucle de thermoformage La même chose s'applique aux mouvements d'extraction suivants exécutés par la tête 27, pour ce qui concerne sa rotation et la pose des objets 150 dans les gabarits 37 et son retour vers la position au-dessus de la matrice 7, et par conséquent aucun temps passif ne vient s'ajouter à chacun

des cycles de thermoformage.

Cela permet, par conséquent, de réduire de manière drastique le temps de séjour à matrices ouvertes qui, comme cela a été précisé ci-dessus en se référant aux machines de thermoformage à plaque aspirante s'introduisant la zone de matriçage ou de formage,

constituait à lui seul 30 t du cscle de thermoformage.

En outre, on remarquera que l'extraction des objets n'est confiée que partiellement aux courses des têtes ou des fonds 18 En effet, les objets sont extraits (figure 210) grâce au déplacement éloignant la matrice de la plaque, déplacement d en partie à l'abaissement de la matrice et en partie au soulèvement des fonds 18 Etant donné que ces mouvements s'effectuent simultanément à d'autres phases passives de chaque cycle de thermoformage, ils n'ont aucune incidence sur la productivité de l'appareillage. Si l'on procède à une comparaison avec la machine connue conforme au niveau de la technique représentée sur la figure 11, on remarquera aisément que si ho est la hauteur des objets 150, hp la hauteur de la plaque de commande 20, ha la longueur de la course d'approche pour l'empilage et hs l'encombrement (hauteur) d'une matrice femelle double 6, 7,

la hauteur totale H d'une matrice M 2 S et M 2 d de la figure 12 sera la somme Ho = hp+ho+ha+hs.

La hauteur des matrices femelles 5 et 7 représentées sur la figure 21 B selon la présente invention sera, par contre, H = H Ip+ha+hs, c'est-à-dire que H est inférieure à Ho d'une valeur égale au moins à la hauteur maximale des objets 150 à thermoformer Etant donné qu'habituellement la hauteur Ho de la matrice dans une machine classique10 avec empilage est légèrement supérieure à deux fois la hauteur des objets à thermoformer, on peut conclure que l'extraction effectuée par les têtes 26 et 27, dans les zones d'extraction ou de déchargement prévues à cet effet complètement en dehors de la zone de matriçage et loin de15 la contre-matrice fixe 3, permet de réduire au moins de

moitié la hauteur des matrices femelles 6 et 7.

La réduction de la hauteur des matrices permet une diminution considérable du poids et donc de l'inertie de ces dernières, ce qui rend possible l'accélération des

mouvements de translation.

En outre, si l'on observe la figure 21 B, on remarquera que la matrice 7 est représentée dans sa position d'extraction ou de décharge Le fait que la matrice 7 soit amenée dans une position complètement extérieure à la zone de matriçage ou de thermoformage a permis de dimensionner les têtes aspirantes 26 et 27 de manière telle que la somme des débits (Q 1 +Q 2 +Q 3) passe entièrement à travers la section Hpe Dans les sections SI, 52 et 53,la vitesse du débit sera égale pour toutes30 les sections et donc la valeur de la pression pi qui s'établit à l'intérieur de la tête sera uniforme sur toute la surface de la plaque 28 En conséquence, le résultat en est l'optimisation du paramètre le plus important pour le bon fonctionnement d'une tête de prélèvement 26, 27, raison pour laquelle il est possible de réaliser la

condition optimale dans laquelle Ql = Q 2 = Q 3.

L'invention décrite ci-dessus est susceptible de recevoir de nombreuses modifications et variantes sans sortir de son cadre protégé Ainsi, il est possible, par exemple, que le transporteur 35 soit remplacé par un transporteur avec un parcours de renvoi à vide, c'est-à-dire avec des gabarits 37 vides, après que ceux-ci aient été renvoyés par des poulies de renvoi d'extrémité de grand diamètre ou par plusieurs poulies de renvoi, de manière telle que sur le parcours supérieur puissent opérer des postes de travail 50 et 51 Dans ce cas d'ailleurs, le nombre des postes de travail 50 peut être supérieur à un et ils peuvent être disposés dans l'ordre

le long du transporteur.

Si on le souhaite, le poste 50 peut également ne pas être prévu ou être laissé inactif pour des types

déterminés d'objets 150.

En outre, comme représenté sur les figures 23 et 32, dans une position quelconque, au-dessus, à côté ou sous le transporteur 35, il est possible de prévoir avantageusement une hotte aspirante 80 pour les résidus volatils provenant de la matière thermoplastique A utilisée pour le thermoformage des objets 150 Sur la figure 32 est représentée schématiquement une chambre de traitement à tunnel 85, par exemple de stérilisation et/ou de conditionnement thermique, qui peut occuper au moins un tronçon du transporteur 35 et être munie d'une pluralité de tu Nères 86 destinées à injecter un fluide, par exemple de l'air froid, pour assurer la stabilisation optimale

hors matrice des objets 150.

Si on le souhaite on peut prévoir, en aval de chaque tête de prélèvement 26 et 27, un poste de bordage conçu pour border tous les objets d'une même opération de matriçage après leur dépose sur un gabarit ou une plaque 37 Dans ce cas, il est nécessaire d'allonger le transporteur 35 en conséquence, à savoir d'au moins deux gabarits ou plaques, ce qui garantit que le bordage desdits objets s'effectue bien pendant le temps du cycle opérationnel alors qu'ils sont encore chauds car tout juste sortis de la matrice 6 ou 7 supprimant donc la nécessité de les réchauffer spécialement pour le bordage -

avant qu'ils parviennent au poste 50.

Les matières ainsi que les dimensions peuvent

varier selon les exigences.

Claims (19)

REVEND I CATI ONS

1 Procédé de thermoformage d'objets creux munis d'un fond à partir d'une matière thermoplastique en bande ( 8), procédé qui prévoit, en un seul cycle opératoire pré-programmé la production d'une pièce matricée brute ( 150) par emboutissage à chaud et la découpe de l'objet ou des objets à l'intérieur d'une moitié d'une matrice femelle mobile double femelle ( 6, 7) qui se trouve dans la zone de matriçage en regard d'une contre-matrice mâle ( 3), le déplacement de la matrice femelle dont une moitié contient l'objet ou les objets thermoformés, vers une zone de dégagement respective située alternativement d'un côté et de l'autre de la zone de matriçage, le prélèvement de l'objet ou des objets de la moitié de la matrice femelle se trouvant danzs la zone de dégagement prévue et leur transfert sur l'un des nombreux gabarits de réception ( 37) dont la configuration imite celle de la matrice et qui sont mobiles séquentiellement le long d'un parcours d'avance, l'avance séquentielle desdits gabarits vers au moins un poste de travail ou de manipulation qui s'effectue en même temps qu'une avance dans le sens inverse de la matrice femelle pour amener son autre moitié en correspondance avec la contre-matrice mâle en vue de la fabrication d'une nouvelle pièce matricée, et l'exécution d'au moins une opération d'usinage ou de manipulation de tous les objets apportés par au moins un gabarit en même temps que s'effectue la fabrication de

la pièce matricée suivante.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend le prélèvement des objets traités dans le poste d'usinage ou de manipulation ou dans chacun de ces postes du gabarit respectif de réception, ce prélèvement s'effectuant en même temps que le transfert

d'autres objets de la matrice vers un gabarit respectif.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations comprend l'empilage des objets. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'empilage des objets d'un gabarit s'effectue en même temps qu'au moins une autre opération d'usinage ou

de manipulation des objets sur un autre gabarit.

5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations comprend la perforation du fond

desdits objets.

6 Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations comprend

l'étiquetage desdits objets.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes 4 à 6, caractérisé par le fait que l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations

comprend la stérilisation des objets.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes 4 à 7, caractérisé par le fait que l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations comprend le chargement desdits objets d'une quantité

prédéterminée d'un produit à conditionner.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes 4 à 7, caractérisé par le fait que l'une des opérations comprend le bordage des objets en tirant profit

de la chaleur de thermoformage.

Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'un temps de stabilisation est prévu en dehors de la matrice, sur les gabarits de réception, ce temps étant au moins égal à sept

cycles consécutifs de thermoformage.

11 Procédé selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que

l'opération d'usinage ou de manipulation ou l'une de ces opérations comprend l'extraction d'au moins une pièce matricée pour le contr 8 le de la qualité pendant que les objets thermoformés se trouvent sur les gabarits de réception. 12 Appareillage de thermoformage d'objets creux munis d'un fond à partir d'une matière thermoplastique en bande ( 8) qui comprend: une contre-matrice ( 3) et une matrice femelle double ( 6, 7) dont l'une est conçue pour se déplacer alternativement par rapport à l'autre pour effectuer la fermeture entre la contre-matrice et, à tour de râle, d'une moitié de la matrice femelle et pour amener simultanément vers une zone de dégagement facilement accessible l'objet ou les objets produits antérieurement

dans l'autre moitié de la matrice femelle.

un dispositif d'avance de la bande pas à pas ( 9) destiné à faire avancer la matière thermoformable entre la matrice et la contre-matrice, un dispositif de coupe pouvant être activé à la fin de chaque mouvement de fermeture de la matrice, un transporteur pas à pas ( 35) comportant une pluralité de plaques ou de gabarits ( 37) dont chacun est conçu pour recevoir et pour supporter l'objet ou les objets d'une même opération de matriçage dans la même position que ces objets occupaient à l'intérieur de la matrice, au moins une tête de prélèvement ( 18) conçue pour prélever de la matrice femelle double une pièce matricée alternativement d'un côté et de l'autre de la contre-matrice et de la transférer sur une plaque ou un gabarit respectif du transporteur, et au moins un poste d'usinage et de manipulation ( 50) placé le long du transporteur ( 35) pour traiter ou usiner simultanément tous les objets d'au moins une pièce

matricée brute.

13 Appareillage selon la revendication 12, caractérisé par le fait que chaque plaque ou gabarit ( 37) présente une pluralité d'ouvertures passantes ( 38) faisant fonction de sièges de réception des objets thermoformés et présentant sensiblement des cavités de même dimension et

de même disposition que les matrices femelles ( 6, 7).

14 Appareillage selon la revendication 12 ou 13, caractérisé par le fait que la tête de prélèvement ou chacune des t 8 tes de prélèvement ( 26, 27) comprend un collecteur fermé en haut par une plaque perforée d'aspiration ( 28) qui présente une pluralité de trous passants ( 29) pour l'air qui sont en communication avec l'intérieur du collecteur, une source de vide ou de pression négative en communication avec le collecteur, un bras de manoeuvre ( 24, 25) destiné à déplacer le collecteur entre une position de prélèvement au-dessus d'une matrice femelle et une position de dépose audessus d'une plaque ou d'un gabarit sur le transporteur pas à pas, et des moyens de d'actionnement ( 32, 33) du bras pouvant être commandés en synchronisme avec le déplacement alterné des matrices femeles, de manière à transférer l'objet ou les objets de chaque matrice à la suite de l'attraction et de l'adhérente au moins partielle de leurs

bords sur la plaque d'aspiration.

Appareillage selon la revendication 14 carctérisé par le fait que les trous de passage de l'air dans ladite plaque d'aspiration ( 28) présentent un entr'axe et une disposition des cavités identiques à ceux des matrices femelles, en vue de la distrbution optimale des débits d'air sur toute la surface au contact de

l'objet ou des objets thermo:rormés.

16 Appareillage selon la revendication 14 ou 15, caractérisé par le fait que ledit collecteur a la configuration d'une cloche et se trouve placé au-dessus de

la plaque d'aspiration.

17 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 3 I 6, caractérisé par le

fait qu'il comprend au moins une hotte d'aspiration ( 80) disposée en correspondance avec le transporteur en vue de l'élimination des buées volatiles produites par le thermoformage. 18 Appareillage de thermoformage selon l'une

quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé par le

fait que le poste ou les postes de traitement ou d'usinage comprennent un poste d'empilage disposé en aval du dernier

poste de traitement ou d'usinage le long du transporteur.

19 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 18, caractérisé par le

fait qu'au moins un poste de traitement ou d'usinage comprend un groupe de perforations muni d'un nombre d'outils de perforation égal à celui des objets présents

sur chaque plaque ou gabarit.

Appareillage selon la revendication 19, caractérise par le fait que ledit groupe de perforations

est commandé par un dispositif à genouillère ( 52).

21, Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 2 a Y, caractérisé par le

fait qu'au moins un poste' de traitement ou d'usinage

comprend un groupe d'étiquetage.

22 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 2 i, caractérisé par le

fait qu'il comprend au moins un poste de bordage situé en

aval de chaque tête de prélèvement.

23 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 22, caractérisé par le

fait qu'au moins un postet de traitement ou d'usinage

comprend au moins une unité dre stérilisation.

24 Appareillage selon la revendication 23-

caractérisé par le fait que ladite unité de stérilisation comprend une chambre à tunnel ( 85) disposée en regard d'au

moins un tronçon du transporteur.

Appareillage selon la revendication 24, caractérisé par le fait que ladite chambre est munie de moyens de conditionnement et qu'elle est remplie

intérieurement par l'atmosphère ambiante.

26 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 25-, caractérisé par le

fait que ledit transporteur pas à pas présente deux chaînes d'entraînement ( 38), une paire de poulies dentées ( 39) de renvoi pour chaque chaîne aux extrémités du transporteur, une poulie dentée folle et un guide de coulissement disposés tous deux sur le côté opposé respectivement à chaque poulie dentée de renvoi, une butée d'articulation placée sur deux flancs opposés pour l'appui de chaque plaque ou gabarit sur les chaînes d'entraînement, deux moyens d'engagement disposés sur le ceté opposé de chaque butée d'articulation et destinés à engager de manière mobile d'une part la poulie dentée folle et d'autre part le guide de coulissement aux extrémités du transporteur de manière à maintenir la plaque ou le gabarit respectif dans une position constamment parallèle au plan de pose de la plaque y compris aux extrémités du tapis transporteur et de permettre que ce gabarit soit soumis à un usinage ou à un traitement. 27 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications précédentes 12 à 26; caractérisé par le

fait que ledit poste d'empilage ( 51) comprend un dispositif d'empilage vertical, un guide de coulissement monté de manière à pouvoir tourner autour de son propre axe longitudinal, des moyens de support pour le dispositif d'empilage monté de manière mobile le long dudit guide et des moyens de commande destinés à faire tourner de manière contrôlée le guide de support, afin de pouvoir réguler l'horizontalité du dispositif d'empilage après son

éloignement du transporteur.

28 Appareillage selon l'une quelconque des

revendications 12 à 27, caractérisé par le fait que

ladite matrice femelle comprend une moitié pré-disposée pour produire des taquets d'écartement d'empilage ( 152) sur les objets thermoformés, lesdits taquets se distinguant pour ce qui concerne leur orientation et/ou leur position et/ou leur dimension de taquets correspondants réalisables dans l'autre moitié de la matrice, afin de garantir un empilage parfait des objets

sans encastrement les uns dans les autres.