WO2001023165A1 - Machine rotative d'extrusion-soufflage a moules basculants - Google Patents
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- B29C49/04—Extrusion blow-moulding
Definitions
- the two parts of the molding unit are movable relative to each other in a substantially radial direction relative to the axis of rotation of the carousel;
- the mold has at least two cavities which are offset in a tangential direction relative to the trajectory of the carousel, and the extrusion head (1 6) has as many dies as the mold has cavities so as to simultaneously supply as many parallel parisons (1 5a, 1 5b) whose spacing corresponds substantially to the offset of the cavities (30a, 30b).
- FIG. 1 shows the carousel 1 0 of an extrusion-blowing machine for containers made of thermoplastic material.
- a machine can for example be used for the manufacture of polyethylene bottles.
- the carousel 1 0 is movable in rotation about its axis A1 relative to a fixed frame (not shown) of the machine.
- I l carries a series of molding units 1 2 identiq ues q ui are installed at its periphery.
- the axis An of tilting of each mold unit 1 2 is substantially perpendicular to the radial plane of symmetry of the unit 1 2 considered, said plane containing the axis A1 of the carousel 1 0.
- the cradle 20 which carries the supports 1 8 is arranged horizontally so that the supports 1 8 can slide horizontally to ensure opening and closing of the mold. It therefore follows that, in the working position of the molding unit 1 2, the general plane of the faces in contact with the two parts of the mold, or joint plane, is substantially vertical and perpendicular to a radius from the axis A1.
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Abstract
L'invention propose une machine d'extrusion-soufflage, comportant plusieurs unités de moulage (12) portées par un carrousel (10) qui est rotatif autour d'un axe (A1) sensiblement vertical, caractérisée en ce que chaque unité de moulage (12) est montée sur le carrousel de manière à pouvoir basculer autour d'un axe (An) sensiblement horizontal.
Description
Machi ne rotative d'extrusion-soufflage à moules basculants
L'invention concerne une machine rotative d'extrusion-soufflage. Elle concerne plus particulièrement les machines mu nies de plusieurs unités de moulage portées par un carrousel q ui est rotatif autour d'un axe sensiblement vertical . De manière connue , chaque unité de moulage comporte un moule en deux parties, les deux parties étant mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position ouverte et une position fermée.
Ces machines comportent bien entendu une tête d'extrusion qui est agencée au-dessus du carrousel en une position angulaire déterminée autour de l'axe de rotation du carrousel .
Chaque moule est commandé pou r être en position ouverte lorsque l'unité correspondante se trouve en dessous de la tête d'extrusion et pour se refermer après avoi r saisi un tronçon de paraison s'écoulant depuis la tête d'extrusion
L'invention s'applique plus particulièrement dans le cas de machines dans lesquelles chaque unité de moulage est montée su r le carrousel de manière mobile entre une position de travail et une position escamotée vers laquelle elle est amenée juste après la saisie du tronçon de paraison.
Le document EP-A-0.284.242 décrit une machine de ce type. I l s'agit en l'occurrence d'une machine de type séq uentiel dans laq uelle la rotation du carrousel n'est pas continue. La machine décrite dans ce document comporte des unités de moulage qui peuvent coulisser verticalement par rapport au carrousel entre une position haute de travail et une position basse escamotée. Juste après q u'une unité de moulage vient de saisir un tronçon de paraison , et tant que cette unité n'a pas été dégagée d'en dessous de la tête d'extrusion par rotation du carrousel , l'un ité de moulage est déplacée vers sa position escamotée. Ceci permet d'éviter que la paraison en cou rs d'extrusion ne vienne se déverser sur la face supérieure du moule dans le cas où la ou les paraisons sont extrudées en continu .
Le coulissement vertical de l'unité de mou lage correspond exactement à la di rection d'extrusion de la paraison . L'ampleur du déplacement de l'unité de moulage doit donc correspondre au moins à la
longueur de paraison qui est extrudée durant le temps d'immobilisation de l'unité de soufflage sous la tête d'extrusion . Avec une telle conception , il est donc nécessaire de prévoir, sous le niveau de travail des unités de moulage, un espace libre pour permettre leu r escamotage. Cet espace libre augmente donc de manière importante la hauteur totale de la machine.
Par ailleu rs, le montage à coulissement des unités de moulage est particu lièrement délicat à assurer de manière satisfaisante. En effet, il s'ag it d'assurer d'une part un excellent g uidage pour que l'unité soit parfaitement stable et d'autre part de permettre des vitesses de déplacement relativement importantes au moment du dégagement de l'unité.
L'invention a donc pou r but de proposer une conception perfectionnée d'une machine du type décrit précédemment, cette conception devant permettre la réalisation de machines à hautes cadences de production .
Dans ce but, l'invention propose une machine du type décrit précédemment, caractérisée en ce q ue l'unité de moulage est montée sur le carrousel de manière à pouvoir basculer autou r d'un axe sensiblement horizontal.
Selon d'autres caractéristiq ues de l'invention :
- l'unité de moulage est articulée autour d'un axe sensiblement tangent à la trajectoire du carrousel ;
- l'axe d'articulation est déporté verticalement par rapport au sommet de l'unité de moulage en position de travail de telle sorte q ue, au début du mouvement de basculement, le mouvement du sommet de l'unité de moulage comporte une composante horizontale ;
- la partie de l'unité de moulage q ui est survolée par la tête d'extrusion lors du mouvement de bascu lement présente une forme chanf reinée ;
- l'unité de moulage est montée sur un berceau qui est articulé su r le carrousel par un côté radial interne par rapport à l'axe de rotation du carrousel ;
- les deux parties de l'unité de moulage sont mobiles l'une par rapport à l'autre selon une di rection sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation du carrousel ;
- le moule comporte au moins deux cavités qui sont décalées selon une direction tangentielle par rapport à la trajectoire du carrousel , et la tête d'extrusion (1 6) comporte autant de filières que le moule comporte de cavités de manière à fourn ir simultanément autant de paraisons parallèles ( 1 5a, 1 5b) dont l'écartement correspond sensiblement au décalage des cavités (30a, 30b) .
- le basculement de l'unité de moulage de sa position de travail à sa position basculée est forcée par des moyens d'actionnement ; et
- la rotation du carrousel autour de son axe est continue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée q ui suit ainsi q ue dans les dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une machine selon l'invention ; - les figures 2A à 2 F et 3A à 3F sont des diagrammes illustrant schématiquement les positions relatives d'une unité de moulage et des paraisons extrudées par la tête d'extrusion à différents instants q ui suivent la saisie des tronçons de paraison et la fermeture de l'unité de moulage, chaque position étant illustrée en vue de côté (2A à 2F) et en vue de dessus (3A à 3F) .
On a représenté sur la figu re 1 le carrousel 1 0 d'une machine d'extrusion-soufflage de récipients en matière thermoplastique. Une telle machine peut par exemple être utilisée pour la fabrication de bouteilles en polyéthylène. Le carrousel 1 0 est mobile en rotation autour de son axe A1 par rapport à un bâti fixe (non représenté) de la machine. I l porte une série d'unités de moulage 1 2 identiq ues q ui sont installées à sa périphérie.
La machine comporte bien entendu une unité d'extrusion 1 4 qui se termine par une tête d'extrusion 1 6 dans laquelle une filière délivre une ou plusieurs paraisons tubulaires contin ues 1 5 de matière thermoplastique encore molle. Dans l'exemple illustré, la tête d'extrusion 1 6 délivre deux paraisons parallèles 1 5a et 1 5b qui défilent verticalement vers le bas. Dans la machine selon l'invention , l'extrusion des paraisons se fait en continu, c'est-à-dire que la vitesse de défilement des paraisons est sensiblement constante.
La tête d'extrusion occupe une position fixe dans l'espace de telle sorte que, du fait de la rotation du carrousel 1 0, chaque unité de moulage 12 passe à son tour sous la tête d'extrusion 1 6.
En effet, de manière connue, chaque unité de moulage 1 2 comporte un moule en deux parties, chaque partie de moule étant portée par un support 1 8. Les deux supports 1 8 sont mobiles l'un par rapport à l'autre selon une direction qui, dans le cas illustré, est sensiblement radiale par rapport à l'axe A1 de rotation du carrousel 1 0.
Comme on peut le voir sur la partie gauche de la figure 1 , sur laquelle on a illustré un poste de moulage 1 2 ouvert pour permettre l'éjection d'un récipient 28, les deux supports 1 8 sont donc montés sur un berceau 20 du poste 1 2 de manière à pouvoir coulisser selon la direction radiale, mais selon des sens opposés. Le mouvement d'ouvertu re et de fermeture des supports 1 8 est commandé par un système à vis et à écrous 22. Ce système est prévu pou r provoq uer le déplacement simultané et en sens inverse des deux supports 1 8 par rapport au berceau 20.
Ainsi, lorsque le moule est ouvert et que l'unité de moulage 1 2 considérée passe sous la tête d'extrusion 1 6, le moule peut saisir un tronçon de paraison 1 5 en se refermant sur l'extrémité inférieure de celle- ci qui pend en dessous de la tête 1 6. En l'occurrence, le moule saisit un tronçon de chacune des deux paraisons 1 5a et 1 5b, chacun des deux tronçons étant reçu dans une cavité distincte 30a, 30b du moule et les cavités 30a, 30b étant à la forme du récipient 28 à fabriquer. Généralement, on prévoit un dispositif de découpe (non représenté) qui permet de séparer aisément le tronçon de paraison , q ui vient d'être saisi par le moule, du reste de la paraison 1 5 qui contin ue de se former.
Conformément à l'invention, pour éviter q ue cette paraison qui continue de se former ne vienne au contact de la face supérieure 24 de l'unité de moulage 1 2 , chaq ue unité de moulage 1 2 est montée sur le carrousel 1 0 de manière à pouvoi r basculer autour d' un axe horizontal An entre une position de travail et une position escamotée.
De préférence, l'axe An de basculement de chaq ue unité de moulage 1 2 est sensiblement perpendiculaire au plan radial de symétrie de l'unité 1 2 considérée, ledit plan contenant l'axe A1 du carrousel 1 0. En position de travail , le berceau 20 q ui porte les supports 1 8 est agencé horizontalement de telle sorte que les supports 1 8 peuvent
coulisser horizontalement pour assurer l'ouverture et la fermeture du moule. Il en résulte donc que, en position de travail de l'unité de moulage 1 2, le plan général des faces en contact des deux parties du moule, ou plan de joint, est sensiblement vertical et perpendiculai re à un rayon issu de l'axe A1 .
De préférence, le berceau 20 est articulé sur le carrousel 1 0 par celui de ses côtés q ui est situé radialement vers l'intérieur. Ainsi , l'axe An est décalé radialement vers l'intérieur et verticalement vers le bas par rapport à la face supérieure de l'unité de moulage. De la sorte, lorsque l'unité de moulage 1 2 bascule vers le bas autour de l'axe An de sa position de travail vers sa position escamotée, on peut voir q ue la face supérieu re 24 de l'unité de moulage 1 2 suit une trajectoire qui , au moins au début du mouvement, présente à la fois une composante verticale et une composante horizontale. Pour échapper à la paraison 1 5 q ui descend de la tête d'extrusion
1 6, la face supérieure 24 de l'unité de moulage 1 2 s'escamote donc d'une part vers le bas et d'autre part radialement vers l'extérieur.
Par ailleurs, on peut voir que l'unité de moulage 1 2 ne présente pas une forme symétrique par rapport au plan de joint du moule. En effet, le support 1 8 qui est agencé radialement vers l'intérieur, et qui est donc su rvolé par la tête d'extrusion 1 6 lorsque l'unité de moulage 1 2 bascule, présente un pan coupé 26 qui donne au sommet de l'unité une forme chanfreinée. Bien entendu cette forme chanfreinée pou rrait aussi être réalisée sous la forme d'une surface courbe. Su r les f ig u res 2A à 2 F et 3A à 3 F, on a rep résenté diff érentes positions relatives s uccessives des pa raison s 1 5 et d' une u n ité de mou lage 1 2.
Les figures 2A et 3A illustrent une position théorique dans laquelle les cavités du moule sont alignées chacune à la verticale de la paraison 1 5 correspondante ; l'unité de moulage 1 2 est refermée et en position de travail ; et les tronçons de paraison emprisonnés dans le moule, dont on voit qu'ils dépassent légèrement au-dessus de la face supérieure 24 de l'unité de moulage, vien nent d'être séparés des paraisons 1 5 en cours de formation par des outils de découpe appropriés. Cette position relative des diff érents éléments co rrespond à u ne situation idéale et ne peut se trouver exactement que dans une machine
séquentielle dans laquelle le carrousel est amené à s'arrêter périodiquement lorsqu'une unité de moulage se trouve exactement sous la tête d'extrusion afin de saisir la paraison. Dans le cas d'une machine à rotation continue, du type de celle envisagée par le demandeur, on pourra bien entendu trouver de légers décalages par rapport à cette situation idéale pour optimiser le fonctionnement de la machine. On pourra ainsi prévoir que la découpe des paraisons soit effectuée un peu avant la fermeture complète du moule, la découpe pouvant par ailleurs se produire en décalage par rapport au moment exact de passage des cavités à l'aplomb des paraisons.
A compter de cet instant, différents mouvements influent sur la position relative de l'unité de moulage 12 et des paraisons 15a, 15b. Ainsi, la tête d'extrusion 16 d'où s'écoulent les paraisons est fixe, mais la longueur des paraisons 15a, 15b augmente linéairement en fonction du temps. L'unité de moulage 12 est elle animée d'un mouvement continu de rotation autour de l'axe A1 du carrousel, et, selon l'invention, elle est animée d'un mouvement de basculement autour de l'axe An par pivotement de son berceau 20.
Sur les figures 2B, 3B, 2C et 3C, on perçoit très bien l'intérêt que présente le dégagement horizontal induit par le mouvement circulaire du basculement de l'unité de moulage. En effet, en l'absence de ce mouvement horizontal, la paraison 15a qui vient d'alimenter la cavité avant 30a du moule (en considérant la trajectoire circulaire de celui-ci autour de l'axe A1) viendrait à passer à l'aplomb de la cavité arrière 30b. Or, à l'intérieur de cette dernière se trouve un tronçon de paraison dont l'extrémité supérieure est en excroissance au-dessus de la face supérieure de l'unité de moulage. Aussi, pour éviter tout contact entre la paraison 15a et cette excroissance, il faudrait prévoir que l'unité de moulage se dégage très rapidement vers le bas. Or, le début du mouvement de basculement de l'unité de moulage se fait obligatoirement à une vitesse relativement faible. En effet du fait de la masse de l'unité de moulage à mettre en mouvement, on ne peut lui communiquer une accélération trop importante.
Aussi, on peut voir à la figure 3C que, grâce à la composante horizontale du mouvement de basculement, la paraison 15a ne passe pas au-dessus de la cavité arrière 30b.
Sur les figures 2D, 3D, 2E, 3E, on peut voir l'importance de la forme chanf reinée du sommet de l'unité de moulage. En effet, on peut voir que, en l'absence du pan coupé 26, c'est-à-dire si les deux supports 1 8 étaient entièrement symétriques, les paraisons risqueraient de ven i r au contact du support 1 8 situé radialement à l'intérieur. La présence du pan coupé 26 permet donc de limiter l'ampleu r du basculement de l'unité de moulage, et donc de limiter la vitesse de basculement.
Dans l'exemple illustré, le mouvement de basculement de l'unité de moulage 1 2 est commandé, dans les deux sens, par un vérin . Bien entendu, tout type d'actionneur peut être utilisé. I l est par ailleurs prévu un amortisseur qui permet d'amortir le mouvement de basculement en fin course tant à l'arrivée en position escamotée (illustrée aux f igures 2F et 3F) q u'au moment du retou r en position de travail . Par ailleurs, le maintien de l'unité de moulage en position de travail est assuré par un bloq ueur commandé associé à une butée mécanique.
En effet, dès qu'une unité de moulage 1 2 a f ranchi le secteur angulaire au niveau duq uel se trouve la tête d'extrusion 1 6, elle est ramenée vers sa position de travail pour que puisse être procédé à l'opération de soufflage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention , l'opération de soufflage est réalisée grâce à des cannes de soufflage qui sont amenées verticalement du haut vers le bas pour pénétrer au moins partiellement à l'intérieur de l'extrémité supérieure de chacun des tronçons de paraison emprisonnés dans le moule. L'utilisation de cannes de souff lage, plutôt que d'aiguilles de soufflage embarq uées dans le moule, permet notamment de réaliser des récipients q ui p résentent un col parfaitement calibré.
De ce fait, le soufflage des récipients doit se faire avec l'unité de moulage en position telle que les cavités du moule soient orientées verticalement. Bien entendu , la mach ine comporte autant d'unités de souff lage 38 que d'unités de moulage 1 2 et les unités de soufflage 38 comportent chacune deux cannes de soufflage 40. Les unités de soufflage 38 sont portées par un plateau supérieu r du carrousel et on peut voir q u'elles sont mobiles radialement par rapport au carrousel entre une position radiale externe, dans laquelle les cannes 40 sont à l'aplomb des cavités de l'unité de moulage correspondante, et une position escamotée radialement vers
l'intérieur. En effet, comme on peut le voir sur la partie droite de la figure 1 , il est nécessaire d'escamoter les cannes de soufflage radialement vers l'intérieur au moment de passage dans le secteur angulaire dans lequel se trouve l'unité d'extrusion 1 4. Sans cela, les cannes 40 entrerait en collision avec la tête d'extrusion 1 6.
Selon une autre particularité de la machine selon l'invention, chaque unité de moulage 1 2 est articulée non pas directement sur le carrousel 1 0 mais su r un socle 42 qui est f ixé de manière démontable sur le carrousel 1 0. Le vérin , l'amortisseu r et le bloqueu r sont eux aussi montés sur le socle 42 de telle sorte q u'en cas de défaillance d'une unité de moulage 1 2, il est possible de démonter l'unité en un temps extrêmement bref simplement en détachant le socle du carrousel 1 0. Cela permet de limiter le temps d'arrêt de la mach ine laquelle peut ainsi contin uer de fabriquer des récipients même avec une unité de moulage en moins. I l est même possible de prévoi r une unité de soufflage de "secours" pour remplacer immédiatement l'unité défectueuse au moins pendant le temps nécessaire à sa remise en état.
Le fait de prévoir des unités de moulage basculantes est particulièrement avantageux du fait du très faible accroissement de hauteur que cela impliq ue sur la machine. De plus, on peut facilement réaliser une liaison pivot entre le berceau 20 et le socle 42 qui soit particulièrement rigide pour assurer un parfait positionnement de l'unité de moulage 1 2 par rapport aux unités de soufflage 38 et à la tête d'extrusion 1 6. Ai nsi , la mach i ne selon l' i nvention permet d'envisager de g randes cadences de fonctionnement tout en étant parfaitement f iable.
Claims
1. Machine d'extrusion-soufflage, du type comportant plusieurs unités de moulage (12) portées par un carrousel (10) qui est rotatif autour d'un axe (A1) sensiblement vertical, du type dans lequel chaque unité de moulage (12) comporte un moule en deux parties qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position ouverte et une position fermée, du type dans lequel la machine comporte une tête d'extrusion (16) qui est agencée1 au-dessus du carrousel en une position angulaire déterminée autour de l'axe de rotation (A1) du carrousel, du type dans lequel chaque moule est commandé pour être en position ouverte lorsque l'unité (12) correspondante se trouve en dessous de la tête d'extrusion (16) et pour se refermer après avoir saisi un tronçon de paraison (15) s'ecoulant depuis la tête d'extrusion (16), et du type dans lequel l'unité de moulage (12) est montée sur le carrousel de manière mobile entre une position de travail et une position escamotée vers laquelle elle est amenée juste après la saisie du tronçon de paraison (15), caractérisée en ce que chaque unité de moulage (12) est montée sur le carrousel de manière à pouvoir basculer autour d'un axe (An) sensiblement horizontal.
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de moulage (12) est articulée autour d'un axe (An) sensiblement tangent à la trajectoire du carrousel.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'axe d'articulation (An) est déporté verticalement par rapport au sommet (24) de l'unité de mouiage (12) en position de travail de telle sorte que, au début du mouvement de basculement, le mouvement du sommet (24) de l'unité de moulage comporte une composante horizontale.
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie (18) de l'unité de moulage (12) qui est survolée par la tête d'extrusion (16) lors du mouvement de basculement présente une forme chanfreinée (26).
5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de moulage (12) est montée sur un berceau (20) qui est articulé sur le carrousel (10) par un côté radial interne par rapport à l'axe de rotation (A1) du carrousel (10).
6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux parties (18) de l'unité de moulage (12) sont mobiles l'une par rapport à l'autre selon une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation (A1) du carrousel (.10).
7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moule comporte au moins deux cavités (30a, 30b) qui sont décalées selon une direction tangentielle par rapport à la trajectoire du carrousel (10), en ce que la tête d'extrusion (16) comporte autant de filières que le moule comporte de cavités de manière à fournir simultanément autant de paraisons parallèles (15a, 15b) dont l'ecartement correspond sensiblement au décalage des cavités (30a, 30b).
8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le basculement de l'unité de moulage (12) de sa position de travail à sa position basculée est forcée par des moyens d'actionnement.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la rotation du carrousel (10) autour de son axe (A1) est continue.
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