FR2837133A1 - Procede d'obtention d'une piece en matiere plastique moulee par compression et presentant un goulot muni d'un orifice de distribution - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication par moulage compression de pièces (1) en matière plastique présentant un goulot (3) muni d'un orifice comprenant une première étape de réalisation d'une ébauche (20) et une deuxième étape de compression de la dite ébauche, caractérisé en ce que la pièce est moulée avec un goulot (3) muni d'une paroi sommitale (4) comprenant une entaille (S) dont le contour délimite la forme désirée de l'orifice et deux zones aptes à résister à l'effort mécanique (F) nécessaire pour rompre la paroi sommitale (4) au niveau de ladite entaille (5), l'une d'entre elles (7) étant destinée à transmettre ledit effort mécanique et l'autre (8) à servir d'appui. L'entaille (5) a une section orientée dans une direction peu inclinée par rapport à l'axe du goulot. Après ouverture dudit outillage de moulage on applique l'effort mécanique (F) sur une partie de la paroi sommitale (91) de telle sorte que la paroi sommitale (4) se déchire au niveau de l'entaille (5) et que l'on obtient ainsi l'orifice de distribution.

Description

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PROCEDE D'OBTENTION D'UNE PIECE EN MATIERE PLASTIQUE MOULEE PAR

COMPRESSION ET PRESENTANT UN GOUlOT MUNI D'UN ORIFICE DE

DISTRIBUTION

L'invention concerne un procede de fabrication par moulage compression de pieces en matiere plastique presentant un goulot muni d'un orifice. Ces pieces vent en general des recipients ou des parties de recipients. L'invention s'adresse plus particulierement aux conditions de realisation en grandes cadences d'objets moules qui presentent un goulot axisymetrique delimitant un orifice o sensiblement circulaire, par exemple des fetes de tubes souples en matiere plastique, comprenant un goulot muni d'un orifice de distribution et d'une epaule reliant ledit goulot a une jupe cylindrique souple. Nous utiliserons ces

fetes de tube souple pour illustrer la presente invention.

s En general, un tube souple est realise par assemblage de deux pieces fabriquees separement: une jupe souple cylindrique de longueur donnee (typiquement 3 a fois le diametre) et une tete comprenant un goulot muni diun orifice de distribution et une epaule reliant ledit goulot a la jupe cylindrique. La tete en matiere(s) plastique(s) peut etre moulee separement puis soudee sur une extremite de la jupe mais celle-ci est avantageusement moulee et soudee de fa,con autogene a la jupe en utilisant soit une technique de moulage par injection (FR 1069414) soit une technique de moulage par

compression d'une ebauche extrudee (FR 1 324471).

Dans ces deux techniques, la jupe est emmanchee autour d'un poin,con, une de ses extremites depassant legerement de l'extremite du poin,con, iadite extremite de poin,con servant de moule pour la realisation de la surface interne de la tete de tube (interieur de l'epaule et du goulot). Dans ces deux techniques, on utilise une matrice qui vient se plaquer contre lioxtremite du o poin,con, I'empreinte de cette matrice definissant la surface exterieure de - 2 I'epaule et du goulot. La difference principale entre ces procedes reside dans le fait que ces outillages vent d'abord plaques fermement l'un contre l'autre avant ['injection de la matiere plastique dans le premier cas et que c'est leur rapprochement mutuel qui entrane la compression d'un ebauche extrudee dans le second cast Dans la demande fran,caise n 0103706 deposee le 19/03/2001, la demanderesse a indique qu'une augmentation sensible des cadences de production (au-dela de 250-300 unites par minute) pouvait etre obtenue en o utilisant la technique de moulage par compression. Dans le cadre de cette demande fran, caise n 0103706, la demanderesse a en effet presente un atelier de fabrication de tubes souples dans loquel les fetes de tubes etaient realisees par moulage par compression a ['aide d'outillage mus en mouvement continu, ce qui permettait d'obtenir, dans des conditions economiques acceptables,

s des cadences de production significativement superieures.

En moulage par compression, la realisation de l'ebauche et sa mise en place dans l'outillage de moulage presentent des problemes specifiques dont les solutions ont fait ['objet de nombreux brevets. Mais ces problemes se trouvent o exacerbes lorsqu'on envisage d'utiliser des outillages animes d'un mouvement continu et les solutions jusque-la proposees se vent revelees peu adaptees a

cette nouvelle contrainte.

La demande francaise FR 1 324471 (Karl Magerle) decrit un procede de moulage par compression de fetes de tube dans loquel le moule inferieur est constitue par liextremite diun mandrin et l'extremite d'une jupe emmanchee autour de ce mandrin, l'extremite de ladite jupe debordant de liextremite audit ma ndrin; on alimente l'espace delimite par l'extremite du ma ndrin et la partie debordante de la jupe en injectant de la matiere plastique par plusieurs so orifices regulierement repartis dans une louse; la matiere plastique se repartit - 3 autour d'un contre-poin,con menage en extremite du mandrin et destine mouler la forme de la partie interieure du goulot. Une fois la quantite necessaire de matiere plastique introduite, on enleve la louse, on rapproche les parties du moule su p erieur pa r dep lace me nt ra dia l, puis on co mprime la s matiere plastique par rapprochement du moule inferieur vers le moule superieur. Les jets vent regulierement repartis sur la circonference et la matiere ainsi versee est repartie de fa,con a peu pres homogene le long de sa circonference avant de subir la compression. On obtient ainsi une epaisseur

sensiblement uniforme autour de ['orifice de distribution.

Les clemandes FR 2 460 772 (Karl Magerle) et US 4 943 405 (AISA), suivent l'idee de comprimer la matiere plastique alors qu'elle est deja repartie circonfere ntie l l ement de fac, o n se nsi blement regu liere. Ces de ma nd es proposent une ebauche extrudee en forme de tore, que l'on emmanche s autour d'une protuberance centrale liee a l'une des parties mobiles de l'outillage. En emmanchant une ebauche torique autour d'une protuberance, on autorise le fait que les deux parties de l'outillage de moulage situees au niveau de liorifice de distribution entrent en contact l'une avec l'autre avant que la matiere plastique de l'ebauche comprimee ne puisse atteindre cette o zone; plus precisement, I'entrefer entre ces deux parties d'outillage est tellement faible qu'aucun ecoulement visqueux de matiere plastique ne peut s'y produire. Avec une ebauche torique, on obtient ainsi plus facilement et

directement un goulot muni d'un orifice presentant un bord net.

s Dans FR 2 460 772, I'extrusion de l'ebauche torique est realisee a ['aide d'une extrudeuse ayant une filiere annulaire dont l'ouverture est commandee a ['aide d'une soupape. Celle-ci obture ou non suivant sa position l'ecoulement annulaire de la matiere plastique et son deplacement controle la taille de l'ebauche torique ainsi obtenue. L'utilisation d'ebauches toriques obtenues par so extrusion discontinue de matiere plastique commandee a ['aide dione - 4 soupape est done le seul moyen connu de l'art anterieur permettant d'obtenir efficacement et directement par moulage compression un goulot muni d'un orifice presentant un bord net. Toutefois, une telle technique est peu precise et ne permet pas d'avoir une bonne reproductibilite en poids de ltebauche s torique, ce qui complique les conditions du moulage compression, ce dernier ne presentant pas par exemple la souplesse du moulage par injection ou tout

surplus de matiere peut etre plus facilement evacue.

D'autre part, I'ebauche torique est refroidie assez rapidement par conduction o dans l'outillage. Comme la surface de contact n'est pas regulierement repartie, le refroidissement est heterogene et l'on perd une grande partie de l'avantage apporte par la geometric torique de ltebauche, a savoir une bonne repartition de la matiere avant compression. De nombreuses solutions telle que celle proposee dans W096/09 15 l (Karl Magerle Lizenz) permettent de diminuer I'ampleur et itheterogeneite du refroidissement de l'ebauche avant compression mais elles necessitent ['introduction d'elements d'outillage supplementaires (par exemple le support auxiliaire coulissant autour de la protuberance centrale decrit dans W096/09151) ainsi que des moyens permettant de commander leur deplacement. Une telle sophistication rend o l'outillage economiquement peu avantageux, voire prohibitif si l'on vout faire

suivre aux parties mobiles de l'outillage un mouvement d'ensemble continu.

Enfin, la realisation meme de l'ebauche torique et sa mise en place dans l'entrefer entre poincon et matrice presentent des difficultes importantes lorsque les outils vent mus en cinematique continue, car ['extrusion comme ['injection se present mal au mouvement continu des outillages et il est necessaire de prevoir des moyens de transfert capables soit de deplacer les moyens d'extrusion eux-memes qui permettent d'obtenir l'ebauche soit de recuperer l'ebauche torique obtenue "statiquement" et de la placer sans trop la deformer dans l'entrefer des outillages de compression qui se deplacent en

mouvement continu.

La demanderesse a done cherche a mettre au point un procede de fabrication par moulage compression de pieces en matiere plastique munies d'un goulot presentant un orifice qui ne soit pas sujet aux prohlemes mentionnes ci-dessus et qui peut de ce fait etre facilement mis en ocuvre a

['aide d'outils mus en cinematique continue.

L'objet selon ['invention est un procede de fabrication par moulage compression de pieces en matiere plastique presentant un goulot muni d'un orifice comprenant une premiere etape de realisation d'une ebauche en matiere plastique et une deuxieme etape de compression de la cite ebauche, dans laquelle ladite ebauche, portee a une temperature appropriee, est mise s en place dans l'entrefer compris entre au moins deux parties mobiles de l'outillage de compression puis est comprimee par rapprochement mutuel desdites parties mobiles de l'outillage, la matiere plastique de l'ebauche stecoulant de maniere a remplir les cavites des empreintes desdites parties mobiles jusqu 'a immobilisation relative desdites parties mobiles, l es empreintes o desdites parties mobiles de l'outillage une fois accolees definissant le volume d e la dite piece presenta nt u n gou lot, ledit proced e eta nt cara cterise en ce que lesdites empreintes vent dessinees de telle sorte que ledit goulot, une fois motile, presente une paroi sommitale comprenant une entaille dont le contour delimite la forme desiree de ['orifice et deux zones aptes a resister a ['effort s mecanique necessaire pour rompre la paroi sommitale au niveau de ladite entaille, I'une d'entre elles etant destinee a transmettre ledit effort mecanique et l'autre a servir d'appui, en ce que ladite entaille a une section par un plan dia metra l passa nt par l'axe du go u lot orie ntee da ns u ne direction se nsibleme nt parallele a l'axe du goulot, et en ce qu'apres ouverture audit outillage de o moulage par deplacement relatif de ses parties mobiles, on applique ledit - 6 effort hnecanique en un endroit de la paroi sommitale de telle sorte qu'une rupture se produit au niveau de ladite entaille et qu'au moins une partie de la

paroi sommitale se detache en liberant ainsi ['orifice de distribution.

s Ladite entaille a une section par un plan diametral passant par l'axe du goulot orientee dans une direction sensiblement parallele a l'axe du goulot, en ce sens qu'elle est fait un angle peu important avec ledit axe, typiquement

compris entre O et 45 , de preference entre 0 et 30 .

o Par la suite, nous nommerons zone de rupture ou encore zone seeable la partie de l a paroi sommita le situ ee a u nivea u de l 'e ntaille. La pa roi so mmital e n 'est pas necessairement une paroi d'epaisseur constante. Wile peut comporter differentes parties, dont certaines peuvent etre massives mais elle comporte au

moins une partie faisant office de paroi bouchant ['orifice de distribution.

L'outillage de moulage destine a realiser la piece moulee est conventionnel: il comprend au moins deux parties mobiles l'une par rapport a l'autre. Dans le cas d'une tete de tube, ces deux parties vent le poincon et la matrice. Tres souvent, le goulot doit presenter un filet de vissage sur sa paroi exterieure, ce o qui impose d'utiliser une matrice elle-meme en plusieurs parties mobiles qui s'eloignent les unes des autres - par exemple a ['aide de deplacements

radioux - pour faciliter le demoulage de la partie filetee.

La piece mou l ee selon [ 'invention prese nte u n gou lot qui n'est pas mu ni d'emblee d'un orifice: ce dernier est realise dans une etape ulterieure mais sans que l'on ait a faire appel a un outil de decoupe. De la sorte, la compression peut etre effectuee avec une ebauche non necessairement torique, dont la forme massive d'une part est plus facile a obtenir de facon reproductive en poids (amelioration des conditions de moulage par compression) et d'autre part diminue 1'ampleur et 1'heterogeneite du refroidissement. Cette forme se - 7 prete en effet a une meilleure reproductibilite en poids puisque l'on peut extruder un extrudat massif que la cisaille en sortie de filiere: la quantite de matiere ainsi obtenue depend du deplacement perpendiculaire a la direction d'extrusion d'une lame de cisaillement exterieure a la filiere et non du deplacement d'une soupape coulissant dans le sens axial a l'interieur de la

filiere et devant obturer de facon discontinue un orifice annulaire.

Le goulot est surmonte d'une paroi sommitale qui bouche momentanement ['orifice et dont une partie - que nous appellerons par la suite opercule - est o partiellement ou entierement detachee dans une etape ulterieure du procede

a ['aide de ['application d'un simple effort mecanique.

La paroi sommitale comprend au moins quatre zones: une zone d'application de ['effort mecanique, une zone de transmission de ['effort mecanique destine s a etre applique pour entraner le dechirement de la zone de rupture, une zone

seeable et une zone d'appui.

Dans une modalite preferee, I'opercule -, c'est-a-dire la partie de la paroi sommitale qui se detache partiellement ou entierement apres rupture de la zone seeable - est la zone transmettant les efforts appliques pour dechirer la paroi sommitale au niveau de lientaille et la partie correspondant a ['attache de la paroi sommitale sur le goulot est la zone d'appui. L'opercule a une geometric quelconque adaptee au type d'effort mecanique qu'il faut appliquer pour entraner la rupture. II peut etre en forme de batonnet pour s amplifier par effet de levier une force appliquee en son extremite, comme illustre en figure l, ou encore avoir une simple forme de voile comme illustre en figure 4 ou encore avoir une protuberance dont la section transversale est en forme de polygone non convexe (figure 5) ou dont le profi] (section par un plan

diametral passant par l'axe) est en forme de T comme illustre en figure 3.

L'entaille suit une courbe quelconque, non necessairement plane et non - 8 necessairement fermee. Si elle est fermee, la rupture de la zone seeable conduit au detachement complet de l'opercule. Ce dernier est avantageusement evacue, de preference en utilisant la part residuelle de l'energie apportee pour rompre ia zone seeable. L'entaille peut suivre egalement un contour ouvert. Dans ce cas, la rupture de la zone seeable conduit a un detachement partiel de l'opercule. Cette derriere se presente alors sous la forme d'une languette qui doit etre maintenue pliee dans une position ouverte de telle sorte que liorifice est delimite par le contour de la zone

seeable rompue et la base de la languette ainsi obtenue et maintenue pliee.

o Dans ce dernier cas, il n'est pas necessaire d'evacuer l'opercule partiellement detache. La zone seeable est entaillee avec une entaille dont la section par un plan diametral passant par l'axe du goulot est orientee suivant une direction peu s inclinee par rapport a l'axe du goulot. Par exernple, si l'entaille a une forme en V, la bissectrice du V est peu inclinee par rapport a l'axe du goulot et decrit un cylindre ou un cone ayant un angle au centre inferieur a 90 , de preference inferieur a 60 . Ainsi, ladite bissectrice fait un angle compris entre O et 45 , de preference entre 0 et 30 avec l'axe audit goulot. L'angle du V est compris entre 30 et 90 , typiquement entre 40 et 50 . Le V ne presente pas

obligatoirement ses branches de facon symetrique autour de sa bissectrice.

En general, I'orifice recherche est simplement circulaire et la zone seeable est une entaille annulaire dont la section est un V dont la branche interne (c'est-a dire la branche la plus proche de 1'axeJ est faiblement inclinee par rapport a l'axe et dont la branche externe est plus fortement inclinee. Typiquement, la branche interne du V fait avec l'axe un angle inferieur a 5 , la bissectrice fait un angle de 25 avec l'axe du goulot et la branche externe fait avec ledit axe un

angle inferieur a 55 .

La forme de l'entaille favorise localement une concentration des contraintes engendrees par ['application diun effort mecanique, que celuici soit une force ou un moment applique en un endroit particulier de ltopercule. La paroi transversale peut etre de faible etendue, par exemple limitee a la zone s seeable, mais elle doit etre presente pour orienter l'entaille de telle sorte que

so n axe soit sensible ment pa rallele a c elui du gou lot.

La d em a n deresse a constate q u ' u ne tel le geometric co n centre l 'en ergie d e rupture et tolere un grand nombre de sollicitations mecaniques pouvant conduire a un dechirement contrdie de ia zone seeable. Cette tolerance est beaucoup plus grande qu'avec une entaille annulaire situee par exemple sur la paroi du goulot et presentant comme section (par un plan diametral axial)

un V clont la bissectrice est perpendiculaire a l'axe du goulot.

s La zone facilement seeable est. de par la presence meme de l'entaille, plus mince que les zones voisines. De preference, I'epaisseur residuelle sous l'entaille est inferieure a 30% de ltepaisseur globale de la paroi transversale en dehors de l'entaille. Typiquement, pour les geometries de recipients envisagees, elle est comprise entre 0,1 et 0,6 mm. Comme elle est mince, elle se refroidit plus o rapidement que les autres parties du goulot, ce qui permet d'appliquer des efforts entranant la rupture moins brutaux que des chocs, c'est-a-dire avec des efforts engendrant des vitesses de deformation de liordre de 103 s-. L'effort mecanique est par exemple une poussee ou traction axiale, une rotation autour de l'axe du goulot, une combinaison des deux (au cours du devissage devetissage de la tete par exemple), ur, effort applique a l'autre extremite de

l'opercule en forme de batonnet, etc...

Dans une modalite preferee de ['invention, la rupture de l'opercule est realisee au cours du refroidissement suivant le moulage, des la stabilisation du materiou, so ce qui permet de rompre l'opercule avant ['ejection de la piece hors de

- 10 -.

I'outillage de moulage. II est recommande de realiser la rupture de la zone seeable aussitot que la matiere plastique atteint, dans ladite zone seeable, une temperature voisine de la temperature de transition vitreuse ou alors d'attendre le refroidissement complet de ['ensemble de la fete, la zone seeable remontant s en effet en temperature au cours du refroidissement de la piece moulee en

raison de l'inertie thermique des zones plus epaisses qui lientourent.

11 est egalement avantageux de placer liebauche a mouler par compression au-dessus ou directement en face de l'extremite de la partie protuberante de o lioutillage de moulage destinee a realiser la surface interieure du goulot. La partie de l'ebauche qui est au contact de l'outillage se refroidit un peu plus vite que le reste de l'ebauche par conduction. Les imperfections de surface liees au refroidissement plus important de la matiere plastique a cet endroit, au frottement et a l'ecoulement heterogene de la matiere qui en resulte vont

s rester sur l'opercule qui sera ensuite detache. Wiles ne se verront done pas.

Ce procede se revere particulierement avantageux lorsqu'on utilise des outillages de moulage en cinematique continue, comme ceux decrits dans la demande francaise n 01 03706 deposee par la demanderesse le 19 mars 2001. Dans cette demande, outre leur rapprochement mutuel entranant la compression d'une ebauche, les outillages de moulage vent egalement mus d'un mouvement general continu ayant une composante non necessairement

plane mais restart orthogonale a leur direction de rapprochement mutuel.

L'exemple 2, decrit ci-apres, illustre un mode de realisation de ['invention applique d'une part a la realisation et la mise en place des ebauches sur les outillages de moulage en mouvement continu et d'autre part a la realisation de ['orifice alors que la tete de tube moulee est toujours emmanchee sur le

poin,con en mouvement.

Une autre solution applicable en cinematique continue consiste a donner a une partie de l'opercule une forme de batonnet semblable a celle de l'exemple 1 et a appliquer un effort a 1'extremite du batonnet des que la matrice est eloignee du poingon, a ['aide par exemple d'un doigt immobile devant lequel defile le poingon encore muni de la tete de tube. Sous l'effet de la flexion imposee au batonnet et transmise par celui-ci a la paroi transversale, la zone seeable se romps et l'opercule est ejecte suivant une direction precise et reproductible en dehors de la chane de fabrication en mouvement continu. Pour obtenir une rupture nette et reproductible, le materiou a de preference un module d'elasticite en traction a temperature ambiante superieur a

MPa, de preference superieur a 500 MPa.

s Bien que developpe dans le but de realiser en cinematique continue des pieces moulees presentant un goulot muni d'un orifice, ce procede peut etre applique a des procedes de moulage dans lesquels on utilise des machines travaillant au coup par coup. De par la conception de la zone seeable qutil implique, le procede selon ['invention permet de choisir parmi un grand o nombre de sollicitations mecaniques possibles, celle permettant d'obtenir au

moindre coOt un dechirement controle de la zone seeable.

L'etape finale du procede, dans laquelle l'opercule est dechire, peut etre integree dans la fabrication proprement cite (mise en oeuvre au cours du s refroidissement qui suit le moulage, ou juste avant la sortie du dispositif de fabrication en cinematique continue, etc...). Wile peut aussi etre differee jusquia la premiere utilisation: I'exemple 5 illustre ce cas, ou c'est 1'utilisateur qui, lorsqu'il devisse pour la premiere fois le bouchon, actionne le mecanisme de rupture de l'opercule. Une telle modalite de ['invention permet d'obtenir ainsi des fetes - 12 de tubes rnunies d'un systeme garantissant ['absence de violation du tube

avant sa premiere utilisation.

FIGURES

L'ensemble des figures illustrent la realisation de tubes couples. A liexception de la figure 3, elles representent des coupes diametrales de fetes de tubes, de

parties de l'outillage de moulage par compression ou encore de bouchons.

La figure 1 a illustre une tete de tube particuliere realisee selon ['invention, avant

application de ['effort destine a rompre la zone seeable.

La figure lb illustre une forme particuliere de la section de la zone seeable

selon ['invention.

La figure 2a illustre a ['aide d'une coupe diametrale la mise en place d'une ebauche dans un outillage de moulage par compression La figure 2b illustre i'outillage de moulage et la piece moulee en fin de compression. Celle-ci presente un opercule dont le profil en forme de T entra^'ne la presence d'une gorge annulaire sur la surface externe de l'opercule. La figure 2c illustre l'eloignement du poinc,on muni de la tete de tube ainsi moulee. En raison de l'echelle employee, I'entaille annulaire n'a pas ete representee. La figure 2d illustre ['evacuation de l'opercule apres rupture de la zone seeable, celle-ci ayant ete causee par le deplacement axial impose par une fourchette

so dont les doigts viennent stembo^ter dans la gorge annulaire.

- 13 La figure 3 illustre en perspective une solution dans laquelle les tubes des figures 2a a 2d vent realises a ['aide dioutillages de moulage qui suivent un mouvement de rotation continu et dans laquelle l'enlevement des opercules est realise simplement par piegeage des extremites desdits opercules mobiles-

dans un rail statique non tangent a la trajectoire des tubes.

La figure 4 illustre un autre cas ou l'opercule est dechire puis enleve a ['aide dione poussee axiale La figure 5 illustre un autre cas ou l'opercule est dechire puis enleve a ['aide

d'un devissage realise au cours du devetissage de la matrice.

La figure 6 illustre, en trots variantes, une modalite de ['invention dans laquelle le i5 goulot est surmoule par compression sur un bouchon qui a ete mis en place au prealable dans une cavite de la matrice. La figure 6a) illustre le dispositif avant surmoulage par compression de la tOte de tube sur le bouchon; la figure 6b) illustre le dispositif apres surmoulage par compression de la tate de tube sur le bouchon; les figures 6c), 6e) et 6g) illustrent les parties de l'outillage munies de I'arate torique qui permet de mettre en forme la zone seeable (6c): poincon; 6e) et 6g):bouchon); les figures 6d), 6f) et 6h) detaillent ['assemblage tete de

tube + bouchon obtenu apres surmoulage dans trots cas differents.

EXEMPLE 1 (Figures 1a et lb) - Tete de tube con,cue dans le cadre du procede selon ['invention La tete de tube 1 illustree en figure la presente une epaule 2 et un goulot 3 dont l'extremite superieure est surmontee d'une paroi sommitale 4 qui presente au moins une entaille 5 dont le contour ferme delimite la forme desiree de o ['orifice. La partie de la paroi sommitale 4 situee au voisinage de l'entaille 5 est - 14 la zone seeable 6, qui est entouree de deux zones 7 et 8 aptes a resister a ['effort mecanique F necessaire pour rompre ladite zone seeable, I'une d'entre elles (7) etant destinee a transmettre ledit effort mecanique et l'autre (8) a

servir d'appui.

L'opercule 14 est la partie de la paroi sommitale 4 qui est detachee et, dans le cas present, enlevee par ['application de ['effort mecanique F sur l'extremite 91 du -bOtonnet 9. La zone d'application de ['effort est l'extremite 91 du batonnet 9. La zone apte a transmettre ['effort mecanique comprend le o batonnet 9 et le voile 7. L'application de ['effort mecanique F. amplifiee par l'effet du bras de levier que constitue le bOtonnet 9, a pour consequences la

rupture de la zone seeable et ['evacuation audit opercule 14.

La zone seeable 6 est entaillee avec une entaille 5 en forme de V, avec une branche interne 61 qui fait avec l'axe du goulot un angle de 5 , une branche externe 62 qui fait avec ledit axe un angle de 55 et la bissectrice 63 du V qui

fait un angle de 25 avec l'axe du goulot.

Dans le cas particulier de cet exemple, la tete est moulee avec du polyethylene haute densite. Son goulot 3 a un diametre externe de 11,5 mm et une epaisseur moyenne de 1,5 mm (hors filet de vissage. Le voile transversal 7, epais de l mm environ, est raccorde a l'extremite sommitale 8 du goulot 3, qui sert de zone d'appui. Le batonnet 9 a une hauteur de lO mm, I'epaisseur

residuelle du voile au niveau de la zone seeable est de 0,3 mm.

11 suffit d'appliquer un effort F de l'ordre de l newton pour que la zone seeable se dechire et que l'opercule soit ejecte. Une fois l'opercule enleve, le goulot 3 presente un orifice de 7 mm de diametre qui ne presente ni bovure ni

deformation locale.

- 15 Si on utilise comme dans l'exemple 2 des outillages de moulage se depla,cant en cinematique continue, on fait defiler, des l'eloignement de la matrice, le poin,con muni de la tete 1 de tube devant un doigt immobile. Ce dernier retient l'extremite 91 du bOtonnet 9 en mouvement et, sous lieffet de la flexion s imposee au batonnet et transmise par celuici a la paroi transversale 5, la zone seeable 6 se romps et l'opercule est ejecte suivant une direction precise et

reproductible en dehors de la chalne de fabrication en mouvement continu.

La demanderesse a obtenu des ruptures franches et nettes de la zone seeable avec une vitesse lineoire voisine ou superieure a 0,2 metre par seconde. Des o resultats tres satisfaisants ont ete obtenus avec une vitesse de 0,8 metre par

seconde avec des fetes moulees en polyethylene haute densite.

EXEMPLE 2 (Figures 2a, 2b, 2c et 2d, 3) - Procede selon ['invention applicable a un mode de realisation de fetes de tube par moulage compression en cinematique continue Le tube souple est realise par assemblage de deux pieces fabriquees separement: une jupe souple cylindrique 10 et une fete, semblable a celle decrite precedemment. La tete en en polyethylene haute densite est moulee o et soudee de fac,on autogene sur une extremite 11 de la jupe 10 en utilisant

une technique de moulage par compression diune ebauche extrudee 20. La figure 2a illustre a ['aide d'une coupe diametrale la mise en place

d'une ebauche 20 en polyethylene haute densite dans un outillage de moulage par s compression. Cet outillage de moulage comprend un ensemble poinc, on 35 et un ensemble matrice 30. La compression est obtenue par rapprochement relatif de ['ensemble poinc, on 35 et de ['ensemble matrice 30 jusqu'a immobilisation relative des deux parties de l'outillage. Chacune de ces parties d'outillage comprend des pieces (respectivement 350 et 351, 300 et 301) qui so peuvent etre mobiles entre elles mais qui vent immobiles et solidaires entre elles - 1 6 lors de la compression. Le deplacement relatif de ces pieces ne necessite pas ['introduction de commande specifique: il est pilote par le mouvement d'ensemble relatif entre liensembie poin,con et ['ensemble rnatrice. Au debut de la compression, la protuberance centrale 352 est solidaire de la partie peripherique 351, ce qui forme liensemble poin,con 35. Les parties 300 vent adjacentes par suite d'un deplacement radial impose par un emboltement conique et le tout, solidaire de la partie superieure 301, forme avec celle-ci

['ensemble matrice 30.

o La jupe 10 est emmanchee autour de la partie peripherique 35 du poin, con, une de ses extremites 11 depassant legerement de l'extremite- de cette partie du poinc, on, qui sert de moule pour la realisation de la surface interne de la tete de tube (interieur de l'epaule et du goulot). L'extremite 352 de la partie centrale 350 du poinc,on est une protuberance centrale-destinee a mouler I'interieur du goulot. Les parties mobiles 30 de la matrices se deplacent

radialement pour degager le filet de vissage, une fois celui-ci motile.

La figure 2b illustre l'outillage de moulage et la piece moulee 21 en fin de compression: c'est un tube souple 21 comprenant la jupe cylindrique 10, o l'epaule 22 et le goulot 23 surmonte d'une paroi sommitale 24. La tete a ete moulee et soudee de maniere autogene sur l'extremite 11 de la jupe 10. La paroi sommitale 24 comprend une paroi transversale 25 faisant office d'opercule bouchant ['orifice de distribution et une protuberance 29 ayant un profil en forme de T. de telle sorte qu'elle comporte sur sa paroi laterale une

s gorge annulaire 28.

La figure 2c illustre l'eloignement de ['ensemble poinc, on par rapport a ['ensemble matrice. Le tube souple ainsi realise reste solidaire de ['ensemble poin,con et refroidit. Une fourchette 40 est amenee a proximite de la tete de - 17 tube apres quelques secondes de refroidissement lorsque le polyethylene

haute densite est stabilise.

La figure 2d illustre ['evacuation de la paroi sommitale 24 apres rupture de la zone seeable, celle-ci ayant ete causee par le deplacement axial impose par

la fourchette 40 dont les doigis viennent s'embo^ter dans la gorge annulaire 28.

La zone seeable 26 a une geometric avec une entaille annulaire en V identique a celle de la zone seeable de l'exemple 1. De la sorte, la tete du

tube find 50 presente un goulot cylindrique muni diun orifice cle distribution.

o La figure 3 illustre une solution alternative a celle illustree en figure 2d: les outillages de moulage, et notamment les poincons, suivent un mouvement de rotation continu R. tel que celui impose par le dispositif reference 10 en figure 2 de la demande francaise n O1 03706. LeslJne fois formes, les tubes 50 restent solidaires desdits poinc,ons apres moulage et l'enlevement des opercules est realise par un simple piegeage des extremites des opercules en T. leur gorges annulaires 28 venant stembo^'ter dans un rail 40' statique et non tangent a la

trajectoire des fetes de tube.

EXEMPLE 3 (Figure 4) La figure 4 illustre un autre cas de realisation de tube ou la tete est egalement moulee par compression et soudee simultanement sur la jupe, dans lequel la partie sommitale 64 comprend un simple voile 65 presentant une entaille annulaire au voisinage de son attache sur le goulot. Le voile est dechire puis enleve a ['aide d'une poussee axiale. L'opercule peut, comme illustre en figure 4, avoir une geometric limitee au voile 65 ou bien, comme illustre en figure 1, comprendre ledit voile et etre egalement muni d'une partie en forme de

batonnet pour faciliter la prehension et la poussee axiale.

- 18 EXEMPLE 4 (Figure 5) La figure 5 illustre un autre cas de realisation de tube ou la tete est egalement moulee par compression et soudee simultanement sur la jupe, dans lequel la s paroi sommitale 74 qui comprend une protuberance 75 a section polygonale non convexe (typiquement une etoile) et une partie basse faisant office diopercule. La matrice 30' jne comporte pas de parties mobiles radialement (300) et le demoulage de la tete avec son goulot filete est effectue par devissage. Comme la protuberance 75 polygonale non convexe occupe ro encore la cavite du moule qui l'a mise en forme, elle est bloquee en rotation, la zone seeable se dechire sous l'effet de la torsion qui en resulte, la protuberance

est ainsi detachee puis enlevee au cours du devissage.

11 est possible de realiser egalement ce type d'opercule sur des matrices avec s des parties a deplacement radial (300). Dans ce cas, on demoule la tete de tube apres refroidissement puis on dechire la zone seeable et on enleve par rotation l'opercule a ['aide d'une clef ayant la forme complementaire de la

section polygonale concave.

EXEMPLE 5 (Figures 6a a 6h) Cet exemple permet de resoudre le probleme delicat impose par le reglage extremement fin de l'entrefer existant en fin de course entre les parties mobiles s de l'outillage, notamment au voisinage de la cavite servant a mettre en forme la zone seeable. En effet, pour obtenir sur ces tubes fabriques en grande cadence des conditions de rupture homogenes, il importe de rendre la geometric de la zone seeable la plus repetable possible, I'epaisseur minimum de la zone seeable ne devant varier au plus que de quelques centiemes de

millimetre.

- 19 Ce reglage delicat de lientrefer est long, ce qui limite la cadence de production, d'autant plus qu'il doit etre effectue frequemment (dereglages lies a la dilatation des outillages, a l'usure des parties actives, etc...). De plus, I'outillage est soumis a un risque de rupture important en cas de defaut de reglage, de manque de matiere plastique dans l'outillage, de presence dion corps etranger, etc... Enfin, I'outillage est expose egalement a un risque accru

de defaut d'endurance en raison de sa sensibilite a l'usure.

Ces differents points vent avantageusement reduits, voire meme elimines, si la o zone seeable est mise en forme par compression moulage diune ebauche entre un element metallique rigide - appartenant par exemple au poincon - et un element moins rigide, par exemple en matiere plastique. Ainsi, on utilise un outillage de compression comprenant une premiere partie mobile et une deuxieme partie mobile, ladite premiere partie mobile etant, au moins dans la partie de l'empreinte contribuant a la mise en forme de ladite zone seeable, en une matiere moins rigide que celle de ladite deuxieme partie mobile. Ceci peut etre avantageusement realise si l'on effectue directement un surmoulage de cette partie du goulot sur le bouchon qui est destine a obturer ['orifice de distribution.

L'association des deux materioux- I'un metallique, I'autre en matiere plastique -

permet un contact entre les deux parties moulantes sans risque d'endommagement de l'une d'entre elles. On peut ainsi limiter la finesse de reglage de lientrefer (diminution du temps de reglage) et reduire le risque de deterioration des outillages (butee mecanique sur le bouchon, ou arret de l'outillage sur l'epaule en cas de defaut de presence du bouchon). De plus, grace au surmoulage, on obtient directement un assemblage recipient + bouchon dans lequel les surfaces en contact se correspondent parfaitement, ce qui permet une fermeture hermetique du recipient pendant toute la duree

de son utilisation.

- 20 Ainsi, dans le cadre de cette modalite de ['invention, l'une des parties mobiles de l'outillage, la matrice en ['occurrence, peut etre munie d'un bouchon destine a obturer ledit orifice. Celui-ci est positionne de te!le sorte que sa surface interne sert au moins partiellement d'empreinte de moulage pour la mise en forme audit goulot,au moins au niveau de sa zone seeable. Le surmoulage du goulot sur le bouchon peut etre effectue en procedant de facon analogue au procede decrit dans l'exemple 4 de la demande internationale PCT/FR02/00686 deposee par!a demanderesse. Dans ce procede, il s'agit de realiser un tube souple. La tete de tube est moulee et soudee a une jupe cylindrique obtenue par decoupe dans un manchon. Dans ce cas particulier, la tete est soudee a la jupe simultanement a sa mise en forme. On peut voir sur la figure 6a un bouchon 805 qui est place dans la cavite de la matrice 830. Comme indique dans la demande internationale PCT/FR02/00686, ce bouchon peut avoir ete lui-meme mou!e peu de temps auparavant en utilisant la meme matrice mais il peut egalement avoir ete obtenu de facon independante sur un autre dispositif de moulage. En dehors de cette cavite, o l'empreinte de la matrice 830 a une forme qui definit la surface exterieure de l'epaule 82 du tube. La surface interne du bouchon 805 definit la surface

exterieure du goulot 83 et de l'embase du goulot.

Le poinc, on 835 est muni d'une jupe 801 dont l'extremite 802 deborde legerement de l'epaulement 846 du poinc, on. Le bouchon 805 a une epaisseur moyenne de l mm. La surface interne du bouchon, eventuellement munie d'un ou plusieurs filets de vissage, definit la surface exterieure du goulot a mettre en forme. La partie de liempreinte de la matrice 830 non recouverte par le bouchon definit la surface exterieure de liepaule. La matrice 830 fait office

so d' outilla ge d 'a p pui.

- 2837133

- 21 Une ebauche 820 en polyethylene basse densite prelevee en sortie d'extrudeuse est deposee soit sur l'extremite du poin,con soit dans la cavite de la matrice 820. Wile est comprimee par rapprochement du poinc, on et de la matrice jusqu'a obtention de la forme visee de la fete. Sous lieffet de cette translation l'ebauche 820 se deforme et 1'ecoulement de la matiere plastique est guide par les surfaces libres de l'entrefer residue! qui diminue progressivement de volume. Lorsque le poincon 835 et la matrice 830 vent accoles, ils definissent une cavite de moulage ou liextremite 802 de la jupe est o emprisonnee. Sous l'effet de la compression, la matiere plastique de l'ebauche s'ecoule et vient remplir les differentes parties du volume delimite par les empreintes du poin,con et de la matrice, formant ainsi l'epaule 82 et le goulot 83, muni d'une paroi sommitale transversale 84 et d'une zone seeable 86. La

matiere plastique arrive egalement au contact de l'extremite 802 de la jupe.

T5 Les matieres plastiques de la tete et de la jupe se soudent intimement entre elles sans autre apport de chaleur ou de matiere. Wiles restent soudees entre

elles apres un leger maintien sous pression et apres refroidissement.

On ecarte les outillages et on extrait ['ensemble. On laisse refroidir ['ensemble o de fa con a ce qu 'il y ait sta bilisation dimensionn elle com plete d u g ou lot et d u bouchon. La zone seeable (86, 86', 86") est mise en forme a ['aide diune partie moulante qui possede une forme d'arete torique (90, 90', 90"). Cette arete torique appartient soit a l'outillage mble (poincon - Figure 6 c)- 90), soit au bouchon (Figure 6e) (90')et Figure 6g) 190")). Dans le premier cas (figure 6c) et 6d)), la rupture se fait sur la surface exterieure mais le risque d'apparition de bovore est faible puisque l'arete torique en acier permet d'imposer des angles vifs, done un fort coefficient de multiplication des contraintes regnant dans la zone - 22 secable lors de la rupture. Dans les autres cas, une eventuelle bovure resultant

de la rupture de la zone seeable peut rester non visible a l'interieur du goulot.

L'element seeable peut etre solidarise au bouchon, en incluant a celui-ci une s protuberance 89 ou 89' en contre-depouille. Le tube ne sera effectivement ouvert que lors du premier devissage du bouchon et ['effort de rupture pourra

alors etre associe a une inviolabilite.

Pour assurer l'anti-devissage du bouchon apres mise en forme de la fete, on o peut prevoir un leger relief, type grain de riz, a l'extremite du filet de vissage. La protuberance en contre-depouille peut traverser liepaisseur du bouchon (89") et la matiere ainsi extrudee a travers le bouchon peut etre utiliseepour remplir le sommet du bouc hon et notamment y integrer u n d ecor person na lis e, par

exemple un logo client.

s

AVANTAGES

outillage de moulage simple;

elimination des defauts associes aux modes de realisation anterieurs de

['orifice (bovures, pollution, grippageJ; o. meilleure reproductibilite en poids de l'ebauche ce qui favorise la fiabilite du moulage par compression;

facilite d'adaptation a un procede de fabrication en cinematique continue.

- 23

Claims (9)

REVENDICATIONS

1) Procede de fabrication par moulage compression de pieces ( 1) en matiere plastique presentant un goulot (3) muni diun orifice comprenant une premiere etape de realisation d'une ebauche (20) en matiere plastique et une deuxieme etape de compression de la cite ebauche, dans laquelle ladite ebauche, portee a une temperature appropriee, est mise en place dans I'entrefer compris entre au moins deux parties mobies (30 et 35) de l'outillage de compression pods est comprimee par rapprochement mutuel desdites o parties mobiles de l'outillage, la matiere plastique del'ebauche s'ecoulant de maniere a remplir les cavites des empreintes desdites parties mobiles jusqu'a immobilisation relative desdites parties mobiles, les empreintes desdites parties mobiles de l'outillage une fois accolees definissant le volume de ladite piece presentant un goulot, ledit procede etant caracterise en ce que lesdites TS empreintes vent dessinees de telle sorte que iedit goulot, une,ois motile, presente une paroi sommitale (4) comprenant une entaille (5) dont le contour delimite la forme desiree de ['orifice et deux zones (7 et 8) aptes a resister a un effort mecanique (F) necessaire pour rompre ladite paroi sommitale au niveau de ladite entaille, I'une (7) d'entre elles etant destinee a transmettre ledit effort o mecanique et l'autre (8) a servir d'appui, en ce que ladite entaille a une section par un plan diametral passant par l'axe du goulot orientee dans une direction sensiblement parallele a laxe du goulot (100), et en ce qu'apres ouverture audit outillage de moulage par deplacement relatif de ses parties mobiles, on applique ledit effort mecanique en un endroit (91) de la paroi s sommitale (4) de telle sorte qu'une rupture se produit au niveau de ladite entaille et qu' au moins une partie (14) de la paroi sommitale se detache en

liberant ainsi ['orifice de distribution.

2) Procede selon la revendication 1 dans loquel la rupture de la zone seeable o (6) est realisee au cours du refroidissement suivant le moulage, des que la - 24 matiere plastique atteint au niveau de la zone seeable sa temperature de

transition vitreuse.

3) Procede selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la zone seeable (61 est s entaillee avec une entaille en V, I'angle du V etant compris entre 30 et 90 , de preference entre 40 et 50 , la bissectrice du V faisant un angle compris entre O

et 45 , de preference entre O et 30 , avec l'axe audit goulot.

4) procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel la

o paroi sommitale (4) comprend un voile transversal (7) et un batonnet (9) a l'extremite (91) duquel une force (F) est appliquee lateralement pour entraner

Ia rupture de la zone seeable (6).

) Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel la

paroi sommitale (64) comprend un voile (65) qui, apres moulage, est dechire

puis enieve a ['aide d'une poussee axiale.

6) Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel la

paroi sommitale (24) comprend une paroi transversale (25) faisant office o d'opercule et une protuberance (29) ayant un profil en forme de T. de telle sorte qu'elle comporte sur sa paroi-laterale une gorge annulaire (28) servant de prise aux doigis d'une fourche (40) ou d'un rail (40') dont le deplacement relatif

entra^ne le dechirement puis l'enlevement audit opercule.

s 7) Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans loquel la

paroi sommitale (74) est une protuberance (75) a section polygonale non convexe, typiquement une etoile, qui est dechiree puis enlevee a ['aide d'un

mouvement de rotation ou de devissage.

- 25

8) Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel les

outillages de moulage par compression (30 et 35) vent egalement mus d'un

mouvement continu orthogonal a leur direction de rapprochement mutuel.

s 9) Procede selon la revendication 1 modifie en ce que l'on utilise un outillage de compression comprenant une premiere partie mobile (830+805) et une deuxieme partie mobile (835), ladite premiere partie mobile etant, au moins dans la partie de l'empreinte contribuant a la mise en forme de ladite zone seeable (86), en une matiere moins rigide que celle de ladite deuxieme partie

o mobile.

) Procede selon la revendication 9 dans lequel ladite premiere partie mobile (830+805) est. au moins dans la partie de l'empreinte contriboant a la mise en forme de ladite zone seeable (86), en matiere plastique tandis que la

[5 deuxieme partie mobile est metallique.

11) Procede selon la revendication 10 dans lequel iadite premiere partie mobile (830+805) comprend une cavite munie d'un bouchon (805) destine a obturer ledit orifice, ledit bouchon etant positionne de telle sorte que sa o surface interne sert au moins partiellement d'empreinte de moulage pour la

mise en forme audit goulot (83), au moins au niveau de sa zone seeable (86).

12) Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 11 dans lequel la

zone seeable (86) est mise en forme a ['aide d'une arete torique (90)

appartenant au poin,con (835).

13) Procede selon la revendication 11 dans loquel la zone seeable (86', 86") est mise en forme a ['aide d'une arete torique (90', 90") appartenant au bouchon

(805).