WO2004018181A1 - Dispositif de moulage, par soufflage ou etirage­ soufflage, de recipients en materiau thermoplastique - Google Patents

Dispositif de moulage, par soufflage ou etirage­ soufflage, de recipients en materiau thermoplastique Download PDF

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WO2004018181A1
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cam
articulation
spring
molding device
mold
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Vigen Arakelyan
Nicolas Marc Alexandre Rousseau
Vincent Brachet
Pierre-François LANGLOIS
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Sidel
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Definitions

  • the present invention relates to improvements made to the molding devices, by blow molding or stretch blow molding, of containers, such as bottles, flasks, etc. , from preforms made of thermoplastic material, this molding device being mobile, in particular rotary, and comprising:
  • Molding devices for sheet-holder molds are described, for example, in documents FR-A-2 646 802, FR-A-2 653 058 and FR-A-2 737 436, all in the name of the Applicant.
  • FIG. 1 of the accompanying drawings is schematically illustrated, in top view, a current structure of a molding device covered by the invention.
  • the molding device can be of the rotary type with a movable frame or carousel (not shown) rotating (arrow F) about an axis O, such a device being able to comprise a multiplicity of molds distributed angularly around the periphery of the rotating frame (a only mold being shown).
  • the molding device therefore comprises at least one mold 1 (having any suitable structure) of the wallet type having two half-molds 2a, 2b, pivotally mounted on a common axis 3 to be rotatable with respect to one another. to the other.
  • the half-molds are fitted with locking members 4 suitable for locking them one to the other in the closed position.
  • the half-molds 2a, 2b are fitted with respective outer lugs 5, spaced from their pivot axis 3, on which the respective ends of two connecting rods 6 are pivotally connected, the other ends of which are connected with free pivoting on an axis joint joint 7.
  • the half-molds are brought together and therefore the closing of the mold, or on the contrary respectively the distance of the half-molds from one another and therefore the opening of the mold.
  • the guide means are longitudinally profiled cam means.
  • the guide means comprise two profiled cams, one internal 11 and the other external 12 (considered relative to the center of rotation O), which are approximately parallel to each other along the longitudinal profile. required.
  • the follower means come into contact with the cams 11, 12 which, by their profiles, ensure the movements of the rods 6, and therefore the opening and closing of the mold in function of the angular displacement of the rotating frame.
  • the graph in Figure 2 represents, in a typical device, the variation (on the ordinate) of the torque C resulting from the inertia forces (for a cadence given - here 1,500 bottles / hour) as a function (on the abscissa) of the position of the follower means along the cams (and therefore of the angle ⁇ of opening or closing of the mold).
  • the follower means remain permanently in contact with the required guide cam so as to eliminate the shocks which would otherwise be generated by the follower means oscillating between the two inner and outer cams.
  • the follower means are formed in the form of an idler roller.
  • the object of the invention is therefore to propose an improved structure of the molding devices which makes it possible to substantially increase the operating speed of these and which, as far as possible, can be simpler and less costly (to construction and maintenance) than current machines.
  • a molding device as set out in the preamble is characterized, being arranged in accordance with the invention, in that there is associated with said articulation compensating means capable of acting in such a way that said at least one follower roller is kept permanently in contact with the respective cam.
  • the compensating means comprise at least one spring interposed between said articulation and a support frame for the mold.
  • the fixed end of the spring is in abutment against a movable part for the purpose of adjusting the spring preload.
  • the effect of the inertial forces is notably compensated for, in particular by attenuating the variation in amplitude of their result and above all by making the direction of this invariant resultant.
  • the roller remains permanently in contact with the guide cam, regardless of the direction of movement to be controlled for the axis 7; more games
  • compensating means are considerable because it becomes possible to remove one of the two cams and the associated roller which have become useless.
  • the additional cam can also be deleted since it has become unnecessary because the compensating means absorb the kinetic energy at the end of the closing of the molds.
  • the solution proposed by the invention can be implemented without major modification of the machines and, above all, it can be implemented on already existing machines.
  • the improved solution in accordance with the invention makes it possible to significantly increase the rate of the molding devices, and therefore of the entire container manufacturing installation, to reduce the cost of the machines and to improve the dynamics. machine operation by eliminating shocks on the control cam.
  • - fig. 3 is a top view of a mold, arranged in accordance with the invention, shown in the same position as that of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a side and perspective view of the mold of FIG. 3;
  • - fig. 5 is a sectional view of part of the mold of FIGS. 3 and 5; and - fig. 6 is a graph illustrating the operation of the mold of FIG. 3.
  • the mold 1 is shown in the same situation as in Figure 1 and the same reference numerals have been kept for_design_ them. same organs.
  • the joint 7 common to the two links 6 is associated with compensating means 13 capable of acting in such a way that the follower roller 10 is permanently kept in contact with the cam.
  • FIG 3 gives an overall representation of the mold 1, in side perspective view, this view showing the console 14 supporting the mold on the rotating frame 25 (for example in the form of a turntable) but showing neither against nor the roller, nor the associated cam.
  • the compensating means 13 are fixed to an upright 15 of the console 14, behind the axis 7 to which they are connected.
  • FIG. 5 is illustrated, in section, a preferred embodiment of the compensating means 13, which are constituted in the form of a helical spring 16 kept compressed between a support of the axis 7 and a fixed anchor integral with the upright 15
  • the ends of the axis 7 revolve in respective bearings provided in arms 17 of a support 18.
  • a guide rod 19 which extends in the direction of the displacements.de the axis 7 (arrow 20).
  • the spring 16 coaxially surrounds the rod 19. At one of its ends, it bears on a ferrule 21 fitted on the rod 19 and pressed against the support 18. Par . its opposite end, the spring 16 bears on a ferrule 22 fitted with free sliding on the rod 19 and pressing against a guide sleeve 23, itself crossed with free sliding by the rod 19. To allow -an adjustment of the preload of the spring 16, the guide sleeve 23 is mounted so that it can be moved axially (for example by screwing) in a support plate 24, itself secured to the upright 16 of the console 14.
  • the roller 10 is permanently maintained in positive support against the external cam 12.
  • roller 10 is kept in permanent abutment against an interior cam

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de moulage, par soufflage ou étirage­soufflage de, récipients à partir de préformes en matériau thermoplastique, ce dispositif de moulage étant mobile, notamment rotatif, et comportant au moins un moule porte-feuilles (1) avec deux demi-moules (2a, 2b) mutuellement pivotant sur un axe, (3) ; deux biellettes (6) solidarisées l'une à l'autre, par une première articulation (7), à l'une de leurs extrémités et solidarisées avec articulation, à leur autre extrémité, respectivement aux deux demi-moules (2a, 2b) de part et d'autre de l'axe de pivotement mutuel ; et des moyens d'actionnement (8-12) connectés à la première articulation (7) et comprenant au moins un galet suiveur (10) propre à coopérer avec au moins une came fixe respective (11, 12) de manière à provoquer un déplacement de l'articulation (7) en direction du moule ou en éloignement de celui-ci s'accompagnant respectivement de la fermeture ou de l'ouverture du moule. On associe à l'articulation des moyens compensateurs (13) propres à agir de manière telle que le au moins un galet suiveur (10) soit maintenu en permanence au contact de la came respective.

Description

DISPOSITIF DE MOULAGE, PAR SOUFFLAGE OU ETIRAGE- SOUFFLAGE, DE RECIPIENTS EN MATERIAU THERMOPLASTIQUE
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs de moulage, par soufflage ou étirage-soufflage, de récipients, tels que des bouteilles, flacons, etc ...,, à partir de préformes en matériau thermoplastique, ce dispositif de moulage étant mobile, notamment rotatif, et comportant :
- au moins un moule de type porte-feuilles présentant deux demi- moules raccordés l'un à l'autre par un axe de pivotement mutuel,
- deux biellettes solidarisées l'une à l'autre, par une première articulation, à l'une de leurs extrémités et solidarisées avec articulation, à leur autre extrémité, respectivement aux deux demi-moules de part et d'autre dudit axe de pivotement mutuel, - et des moyens d'actionnement qui sont connectés à ladite première articulation et qui comprennent au moins un galet suiveur propre à coopérer avec au moins une came fixe respective de manière à provoquer un déplacement approximativement linéaire de ladite articulation en direction du moule ou en éloignement de celui-ci s'accompagnant respectivement de la fermeture ou de l'ouverture du moule.
Des dispositifs de moulage à moule porte-feuilles sont décrits par exemple dans les documents FR-A-2 646 802, FR-A-2 653 058 et FR-A-2 737 436, tous au nom de la Demanderesse.
A la figure 1 des dessins annexés est illustrée schématiquement, en vue de dessus, une structure actuelle d'un dispositif de moulage visé par l'invention. Le dispositif de moulage peut être du type rotatif avec un bâti mobile ou carrousel (non montré) tournant (flèche F) autour d'un axe O, un tel dispositif pouvant comporter une multiplicité de moules répartis angulairement sur le pourtour du bâti tournant (un seul moule étant montré). Le dispositif de moulage comporte donc au moins un moule 1 (ayant toute structure appropriée) du type porte-feuilles présentant deux demi-moules 2a, 2b, montés pivotant sur un axe 3 commun pour être rotatifs l'un par rapport à l'autre. Les demi-moules sont équipés d'organes de verrouillage 4 propres à les verrouiller l'un à l'autre en position de fermeture.
Les demi-moules 2a, 2b, sont équipés d'oreilles extérieures 5 respectives, écartées de leur axe 3 de pivotement, sur lesquelles sont raccordées à pivotement les extrémités respectives de deux biellettes 6 dont les autres extrémités sont raccordées à libre pivotement sur un axe commun d'articulation 7.
Selon que l'axe commun d'articulation 7 est déplacé approximativement linéairement dans un sens le rapprochant de l'axe de pivotement 3 ou au contraire l'en éloignant, on provoque le rapprochement l'un de l'autre des demi-moules et donc la fermeture du moule, ou au contraire respectivement l'éloignement des demi-moules l'un de l'autre et donc l'ouverture du moule.
Pour commander ce mouvement de l'axe commun d'articulation 7, on a en général recours à des moyens d'entraînement à came/galet avec interposition de moyens à levier formant amplificateur de course. A cette fin, on peut avoir recours au mode de réalisation illustré à la figure 1 selon lequel Taxe commun d'articulation 7 est solidaire de l'extrémité d'un bras de commande 8 dont l'autre extrémité est solidarisée, par un axe, à une bielle 9 dont l'extrémité libre supporte des moyens suiveurs propres à coopérer avec des moyens de guidage montés sur la structure fixe du dispositif de moulage.
Classiquement, les moyens de guidage sont des moyens à came profilée longitudinalement.
Toujours classiquement alors, les moyens de guidage comprennent deux cames profilées, l'une intérieure 11 et l'autre extérieure 12 (considérées par rapport au centre de rotation O), qui sont approximativement parallèles l'une à l 'autre selon le profil longitudinal requis.
Lors de la rotation du bâti tournant qui porte le moule 1, les moyens suiveurs entrent en contact avec les cames 11 , 12 qui, de par leurs profils, assurent les déplacements des biellettes 6, et donc l'ouverture et la fermeture du moule en fonction du déplacement angulaire du bâti tournant.
La mise en œuvre de deux cames approximativement parallèles et tournées en direction l'une de l'autre permet d'assurer en permanence un appui positif des moyens suiveurs, sélectivement selon le sens du déplacement à commander pour l'ouverture et pour la fermeture du moule.
Pendant un cycle d'ouverture et de fermeture, le couple résultant des forces d'inertie qui est exercé sur la bielle '9 de commande est variable. Il change de valeur, de direction et de sens selon le sens du déplacement à commander : le graphique de la figure 2 représente, dans un dispositif typique, la variation (en ordonnées) du couple C résultant des forces d'inertie (pour une cadence donnée - ici 1.500 bouteilles/heure) en fonction (en abscisses) de la position des moyens suiveurs le long des cames (et donc de l'angle α d'ouverture ou de fermeture du moule). '
Or, il est impératif que les moyens suiveurs restent en permanence au contact de la came de guidage requise de manière à éliminer les chocs qui, sinon, seraient engendrés par les moyens suiveurs oscillant entre les deux cames intérieure et extérieure. Au surplus, il est classique que, pour réduire au maximum les frottements, les moyens suiveurs soient constitués sous forme d'un galet fou. Or, dans la configuration à deux cames de guidage en vis-à-vis envisagées plus haut, il n'est pas possible de mettre en œuvre un galet unique qui devrait changer d'appui en un temps très bref d'une came à l'autre avec l'inversion corrélative de son sens de rotation. En pratique, on a donc recours à deux galets 10 coaxiaux, superposés et indépendants (un seul galet étant visible sur la figure 1) qui coopèrent respectivement avec les deux cames 11, 12 qui sont décalées verticalement l'une par rapport à l'autre. Un tel agencement complique le dispositif et en accroît le coût. De plus, lorsqu'un galet, jusqu'alors inactif, entre en contact avec la came correspondante, il ne possède pas la vitesse de rotation requise : soit il ne tourne pas, soit il tourne à une vitesse moindre résultant de l'amortissement de la rotation acquise lors d'un entraînement précédent.
Cette venue en contact génère donc un choc s'accompagnant d'un phénomène de rebond. Il en résulte une oscillation du couple autour de la valeur O comme cela apparaît à la figure 2. L'importance de ces oscillations et des vibrations qu'elles provoquent dans l'ensemble de la machine s'accroît avec la vitesse relative des galets et des cames, autrement dit avec la vitesse de fonctionnement de la machine.
Pour éviter que ces chocs et vibrations entraînent un fonctionnement défectueux de la machine et/ou endommagent la machine, il est nécessaire de limiter la vitesse de celle-ci, et donc de limiter la cadence de production.
Au surplus, et tout en restant dans les limites de fonctionnement acceptables de la machine, on a recours à une came supplémentaire (non montrée sur la figure 1), qui est articulée et qui, en fin de course de fermeture dûTTîoiileT vientforcersur la bielle-9-de commande-afin de rattraper les jeux et assurer un verrouillage correct des demi-moules malgré les variations des efforts générés par les galets.
Or il existe présentement une demande pressante, de la part des utilisateurs des machines de fabrication de récipients, et notamment de bouteilles, en matière thermoplastique par soufflage ou étirage-soufflage, pour un accroissement sensible des cadences de production, ce qui implique notamment une augmentation sensible de la vitesse de fonctionnement des dispositifs de moulage, augmentation de vitesse que les dispositifs actuels ne sont pas en mesure de supporter pour les raisons exposées plus haut.
Le but de l'invention est donc de proposer une structure perfectionnée des dispositifs de moulage qui permette d'accroître sensiblement la vitesse de fonctionnement de ceux-ci et qui, dans toute la mesure du possible, puisse être plus simple et moins coûteuse (à la construction et à l'entretien) que les machines actuelles.
A ces fins, un dispositif de moulage tel qu'exposé au préambule se caractérise, étant agencé conformément à l'invention, en ce qu'on associe à ladite articulation des moyens compensateurs propres à agir de manière telle que ledit au moins un galet suiveur soit maintenu en permanence au contact de la came respective.
Dans un mode de réalisation qui est préféré en raison de sa simplicité, les moyens compensateurs comprennent au moins un ressort interposé entre ladite articulation et un bâti de support du moule. En outre, il est avantageux que l'extrémité fixe du ressort est en appui contre une pièce déplaçable aux fins de réglage de la précontrainte du ressort.
Grâce à la mise en œuvre de moyens compensateurs tels qu'exposés plus haut, on compense de façon notable l'effet des forces d'inertie, notamment en atténuant la variation d'amplitude de leur résultante et surtout en rendant invariant le sens de cette résultante. Autrement dit, le galet demeure en permanence en contact avec la came de guidage, et cela quel que soit le sens du déplacement à commander pour l'axe 7 ; de plus les jeux
-n'ont à être rattrapés que-dans un sens, toujours le même. II en résulte la possibilité de reproduire de façon précise le mouvement de la commande requise, et d'éviter les chocs et vibrations dont il a été question plus haut pour les machines actuelles.
Du point de vue de la structure du dispositif de moulage, les avantages procurés par la mise en œuvre, des moyens compensateurs sont considérables car il devient possible de supprimer l'une des deux cames et le galet associé qui sont devenus inutiles. Au surplus, la came supplémentaire peut elle aussi être supprimée car devenue inutile du fait que les moyens compensateurs absorbent l'énergie cinétique en fin de fermeture des moules.
La suppression des éléments précités permet de libérer de l'espace dans la partie centrale du dispositif de moulage, par ailleurs fort encombrée.
La solution proposée par l'invention peut être mise en œuvre sans modification profonde des machines et, surtout, elle peut être mise en œuvre sur des machines déjà existantes.
Au total, la solution perfectionnée conforme à l'invention permet d'augmenter significativement la cadence des dispositifs de moulage, et donc de l'ensemble de l'installation de fabrication de récipients, de réduire le coût des machines et d'améliorer la dynamique du fonctionnement des machines grâce à l'élimination des chocs sur la came de commande.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple nullement limitatif. Dans cette description on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la fig. 3 est une vue de dessus d'un moule, agencé conformément à l'invention, montré dans la même position que celui de la fig. 1 ;
- la fig. 4 est une vue de côté et en perspective du moule de la fig. 3 ;
- la fig. 5 est une vue en coupe d'une partie du moule des fig. 3 et 5 ; et - la fig. 6 est un graphique illustrant le fonctionnement du moule de la fig. 3.
En se reportant tout d'abord à la figure 3, le moule 1 est montré dans la même situation qu'à la figure 1 et les mêmes références numériques ont été conservées pour_désigner_ les. mêmes organes.. Conformément à l'invention, on associe à l'articulation 7 commune aux deux biellettes 6 des moyens compensateurs 13 propres à agir de manière telle que le galet suiveur 10 soit maintenu en permanence au contact de la came.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, l'agencement est prévu pour que le galet 10 soit maintenu au contact de la came extérieure 12, c'est- à-dire contre la came dont la surface est tournée vers le centre de rotation O. On remarquera que, dans ce cas, les forces centrifuges agissent dans un sens tendant à plaquer le galet 10 contre la came 12, ce qui facilite le maintien, par les moyens compensateurs 13, du galet en permanence contre la came. La figure 4 donne une représentation d'ensemble du moule 1 , en vue de côté en perspective, cette vue faisant apparaître la console 14 supportant le moule sur le bâti tournant 25 (par exemple en forme de plateau tournant) mais ne montrant par contre ni le galet, ni la came associée. Les moyens compensateurs 13 sont fixés sur un montant 15 de la console 14, en arrière de l'axe 7 auquel ils sont raccordés.
A la figure 5 est illustré, en coupe, un mode de réalisation préféré des moyens compensateurs 13, qui sont constitués sous forme d'un ressort en hélice 16 maintenu comprimé entre un support de l'axe 7 et un ancrage fixe solidaire du montant 15. Dans l'exemple concret de réalisation montré à la figure 5, les extrémités de l'axe 7 tourillonnent dans des paliers respectifs prévus dans des bras 17 d'un support 18. Au support 18 est solidarisée une tige 19 de guidage qui s'étend selon la direction des deplacements.de l'axe 7 (flèche 20).
Le ressort 16 entoure coaxialement la tige 19. Par une de ses extrémités, il prend appui sur une virole 21 emmanchée sur la tige 19 et appuyée contre le support 18. Par. son extrémité opposée, le ressort 16 prend appui sur une virole 22 emmanchée à libre coulissement sur la tige 19 et en appui contre une douille de guidage 23, elle-même traversée à libre coulissement par la tige 19. Pour autoriser-un réglage de la précontrainte du ressort 16, la douille de guidage 23 est montée de manière à pouvoir être déplacée axialement (par exemple par vissage) dans une platine de support 24, elle-même solidarisée au montant 16 de la console 14.
Grâce à un choix approprié de l'effort de rappel exercé par le ressort 16, le galet 10 est maintenu en permanence en appui positif contre la came extérieure 12.
Les moyens ainsi mis en œuvre conformément à l'invention ne permettent pas, certes, d'empêcher des variations du couple résultant des forces d'inertie. Toutefois, comme on peut l'observer sur le graphique de la figure 6 par comparaison avec celui de la figure 2 (les deux graphiques utilisant les mêmes échelles), l'amplitude des variations du couple C est notablement atténuée et, surtout, ce couple conserve toujours le même signe, traduisant ainsi l'absence de décollement du galet.
Un résultat analogue pourrait être obtenu avec un agencement inversé, c'est-à-dire un galet 10 maintenu en appui en permanence contre la came extérieure 12 sous l'action de moyens compensateurs appropriés faisant appel à un ressort de traction.
De même, on pourrait avoir recours à un agencement dans lequel le galet 10 est maintenu en appui en permanence contre une came intérieure
(came 11 à la figure 1 ) sous l'action de moyens compensateurs appropriés, faisant appel à un ressort de traction ou un ressort de compression selon la configuration retenue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de moulage, par soufflage ou étirage-soufflage de récipients, tels que des bouteilles, flacons, etc ..., à partir de préformes en matériau thermoplastique, ce dispositif de moulage étant mobile, notamment rotatif, et comportant :
- au moins un moule (1) de type porte-feuilles présentant deux demi- moules (2a, 2b) raccordés l'un à l'autre par un axe (3) de pivotement mutuel,
- deux biellettes (6) solidarisées l'une à l'autre, par une première articulation (7), à l'une de leurs extrémités et solidarisées avec articulation, à leur autre extrémité, respectivement aux deux demi-moules (2a, 2b) de part et d'autre dudit axe de pivotement mutuel,
- et des moyens d'actionnement (8-12) qui sont connectés à ladite première articulation (7) et qui comprennent au moins un galet suiveur (10) propre à coopérer avec au moins une came fixe respective (11, 12) de manière à provoquer un déplacement approximativement linéaire de ladite articulation (7) en direction du moule ou en éloignement de celui-ci s'accompagnant respectivement de la fermeture ou de l'ouverture du moule, caractérisé en ce qu'on associe à ladite articulation des moyens compensateurs (13) propres à agir de manière telle que ledit au moins un galet suiveur (10) soit maintenu en permanence au contact de la came respective.
2. Dispositif de moulage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (8-12) comportent un galet suiveur (10) unique coopérant avec une came fixe (12) unique.
3. Dispositif de moulage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens compensateurs (13) sont propres à plaquer le galet (10) contre une came intérieure (11).
4. Dispositif de moulage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens compensateurs (13) sont propres à plaquer le galet (10) contre une came extérieure (12).
5. Dispositif de moulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens compensateurs (13) comprennent au moins un ressort (16) interposé entre ladite articulation (7) et un bâti (14, 25) de support du moule.
6. Dispositif de moulage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort (16) est un ressort de compression. -
7. Dispositif de moulage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort (16) est un ressort de traction.
8. — Dispositif-de-moulage-selonJIune_quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité fixe du ressort (16) est en appui contre une pièce (23) déplaçable aux fins de réglage de la précontrainte du ressort.
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