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Procédé et dispositif pour la fabrication d'objets creux, notamment de bouteilles ou de flacons en matière thermoplastique.
Le brevet principal concerne un procédé et un dis- positif pour la fabrication d'objets creux en forme de bou- teilles, de flacons ou d'ampoules à partir d'un boudin creux ou d'une bande en matière thermoplastique, sortant vertica- lement d'une boudineuse, ce boudin ou cette bande étant in- troduit dans un moule creux ouvert selon son plan médian, puis pincé lors de la fermeture du moule, et enfin écarté lors de l'insufflation d'un fluide sous pression envoyé par une buse, jusqu'à prendre une forme correspondant à la cavité du moule.
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La caractéristique nouvelle 'de ce procède réside dans la fait que le boudin de matière plastique est extrudé de la boudineuse en deux bandes parallèles, dont les grands côtés se font face.
Cette addition a pour but d'apporter des changements et perfectionnements au procédé, objet du brevet principal.
Suivant ces perfectionnements, chacune des bandes ou chacun des boudins introduits dans le moule est extrudé au moyen d'une boudineuse distincte. Il est possible,par exemple pour réaliser un objet creux oomportant une ou plusieurs oloisons de séparation, de prévoir trois boudineuses ou même davanta- ge, ainsi qu'un nombre correspondant de buses de soufflage, montées dans le moule. Le nombre de buses de soufflage est alors inférieur d'une unité au nombre de bandes ou de boudins introduits dans le moule.
Les présents perfectionnements fournissent toute une série d'avantages importants par comparaison aux procédés connus jusqu'à présent. On conçoit en particulier que le do- maine d'utilisation de ce procédé de soufflage pour la fabri- cation d'objets creux constitués par une matière thermoplas- tique est considérablement élargi par les perfectionnements apportés au procédé et au dispositif décrits au brevet prin- cipal. C'est ainsi qu'en utilisant des boudineuses séparées pour chacune des bandes introduites dans le moule, il espos sible de donner aux diff érentes bandes des couleurs différen- ciées, de sorte qu'il en résulte un produit fini présentant plusieurs couleurs, sans qu'aucun traitement ultérieur, tel qu'une impression, une peinture, etc.., soit nécessaire.
Il n'est pas davantage nécessaire, comme c'est fréquem- ment le cas pour les jouets ou autres objets de prix modique de fabriquer séparément les éléments constitutifs différemment colorés, puis de les réunir ensuite par collage. Il est au contraire possible, grâce aux présents perfectionnements, de
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@ fabriquer des bouteilles ou des flacons dont la partie anté- rieure et la partie postérieure sont colorées différemment, la caractéristique essentielle de ce procédé résidant comme déjà indiqué dans le fait que cette bouteille ou ce flacon peut être fabriqué en une seule opération. Un autre exemple peut être fourni par la fabrication des bateaux-jouets, dont la coque peut présenter une couleur différente de celle de la matière formant les superstructures.
Un autre avantage important résultant des perfection- nements apportés au brevet principal réside dans le fait qu'il est possible d'extruder, à partir des boudineuses utilisées, des matières plastiques de types ou de natures différents.
Cette possibilité est particulièrement importante pour la fa- brication d'objets creux destinés à l'industrie. On peut ima- giner le cas d'un objet devant être souple ou élastique d'un côté, alors que son autre oôté doit être semi-rigide ou même rigide. Ce résultat peut être obtenu sans difficulté, par le fait que les boudineuses extrudent des matières plastiques disposées différemment ou de types différents. Enfin, le pro- cédé résultant des présents perfectionnements peut être avan- tageusement utilisé pour la fabrication de récipients destinés à contenir certaines matières spéciales, notamment corrives, qui exigent l'utilisation d'une matière constitutive spéciale et en général onéreuse.
On peut par exemple, dans ce cas, ex- truder quatre bandes destinées à former les parois du réci-' pient, les deux bandes intérieures étant particulièrement min- ces et constituées par la matière onéreuse plus-résistante, tandis que les deux bandes extérieures, éventuellement plus épaisses, sont constituées par une matière de qualité couran- te, donc moins coûteuse. Il n'est évidemment prévu qu'une seu- le buse de soufflage, c'est-à-dire qu'on extrude de chaque côté de la buse de soufflage deux bandes de matières différen- tes. Au moment de la fermeture du moule et au cours du souf- .
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:.... - -"-- - ,"."...4:.. -- '..- ,.., " 0: ,"";:-l"'-'..::. ",,, -'!:.. ;;., J.:-t' lfage qui suit,lesdeux bandes detinées à former chaque '. moitié du récipient peuvent être soudées ensemble par leur grand côté, ce qui permet ainsi d'obtenir une liaison satis- faisante. On obtient donc un récipient constitué principale- ment par une matière plastique courante de prix avantageux, dont l'intérieur est revêtu toutefois d'une matière différen- te, éventuellement d'un prix plus élevé.
Il est naturellement possible également de combiner des matières de natures diverses différemment colorées.
On a indiqué, à propos de l'exemple d'un récipient garni intérieurement d'une matière spéciale, qu'il est possi- ble d'extruder, à partir des boudineuses, des bandes ou des boudins d'épaisseurs différentes. Cette particularité présen- te une importance d'ordre général, car elle fournit la possi- bilité de calculer l'épaisseur des bandes en fonction de la dilatation à laquelle celles-ci sont soumises pendant le soufflage, de façon à obtenir un objet creux terminé dont les parois présentent une épaisseur uniforme. On donne par consé- quent la plus forte épaisseur à la bande ou au boudin qui doit être soumis pendant le soufflage à l'expansion la plus forte.
Par ailleurs, il est naturellement possible également .de fabriquer des objets creux devant présenter par exemple après leur finition, une paroi plus épaisse d'un coté que de l'autre. Cela n'était pas possible en général avec le procédé de soufflage utilisé jusqu'à présent, puisqu'on était obligé de partir d'une ébauche d'épaisseur de paroi uniforme.
De même il est naturellement possible d'extruder plusieurs bandes d'épaisseurs différentes à partir d'une mê- me tête d'extrusion, présentant à cet effet un certain nom- bre de fentes de largeurs différentes, à condition naturelle- ment qu'on n'utilise qu'une seule matière et une seule cou- leur. Dans le cas contraire, c'est-à-dire si l'on doit utili- ser non seulement des bandes d'épaisseurs différentes, nais
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aussi des matières et (ou) des couleurs différentes, il est indispensable de prévoir un nombre correspondant de boudineu- ses.
Les bandes sortant des différentes boudineuses peu- vent d'une façon connue être parallèles entre elles. Mais il est également possible de conformer les buses d'extrusion en fonction du profil de l'objet à fabriquer, de telle sorte que les bandes présentent déjà approximativement dès leur sortie le profil de la pièce à fabriquer. Dans ce cas, on a également la certitude que la diminution d'épaisseur des dif- férentes bandes par suite de l'expansion résultant du souffla- ge se produit partout de manière relativement uniforme. Par exemple, pour fabriquer un objet de profil semi-circulaire, il est rationnel d'utiliser deux bandes, l'une de ces bandes ayant en plan une forme sensiblement semi-circulaire, tandis que l'autre a par contre une forme allongée.
Lorsqu'on utilise deux boudineuses, les têtes d'ex- trusion peuvent être disposées en V au-dessus du moule, de telle sorte qu'elles présentent un écartement minimum à leurs extrémités orientées vers le moule c'est-à-dire aux extrémi- tés qui portent les fentes d'extrusion. Lorsqu'on utilise trois boudineuses il s'est révélé particulièrement rationnel de disposer la troisième tête d'extrusion verticalement au- dessus du moule, entre les deux têtes d'extrusion disposées en V
Le dessin schématique annexé montre, à titre d'exem- ples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'ob- ' jet des présents perfectionnements.
La fig. 1 est une vue de face d'un dispositif compor- ; tant deux têtes d'extrusion.
La fig. 2 est une vue en coupe par la ligne 2-2 en fig. 1.
La fig. 3 montre le dispositif représenté sur la fig.
1, le moule étant fermé.
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La fig. 4 'est une vue correspondant à la fig. 2, mon- trant un autre mode de réalisation de la cavité du moule et des bandes de formes différentes correspondantes.
La fig. 5 est une vue de face d'un dispositif compor- tant trois têtes d'extrusion.
La fig. 6 est une vue correspondant à la fig. 5; le moule étant représenté fermé.
Le mode de réalisation que montre la fig. 1 comporte essentiellement deux boudineuses 10 et 11, extrudant chacune une bande de matière 12, 13 qui est introduite dans un mou- le ouvert. Ce dernier est constitué par deux éléments .il et 15 pouvant se déplacer l'un vers l'autre dans le plan hori- zontal. Une buse de soufflage 16 pénètre par le bas à l'inté- rieur du moule .il-12.. Comme visible sur la fig. 2, les deux bandes 12 et 13 doivent donner naissance à un récipient de section sensiblement circulair e.
Après que les deux bandes 12 et 13 ont atteint la lon- gueur nécessaire, comme montré sur la fig. l, le moule se re- ferme par rapprochement de ses deux moitiés .il et 15 comme montré sur la fig. 3, de sorte que ces bandes 12 et 13 sont sectionnées par les deux arêtes coupantes 17 et 18, puis sou- dées l'une sur l'autre en 19. On fait ensuite arriver l'air comprimé de la manière connue au moyen de la buse de souffla- ge 16 dans l'ébauche 20 ainsi obtenue jusqu'à ce que ses pa- rois viennent s'appliquer contre les parois du moule, de tel- le sorte qu'il en résulte un récipient 21. Le goulot ou le col 22 de la bouteille ou du flacon est conformé intérieure- ment et extérieurement de la manière connue au moyen de la buse de soufflage 16 formant mandrin.
Sous les fentes prévues dans les têtes d'extrusion 10 et 11 sont disposés des couteaux 10a et 1-la, qui sectionnent les tronçons de bandes 22 et 23 restant suspendus sous les têtes d'extrusion 10 et 11 après la fermeture du moule, dans la position que montre la fig.3.
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Ces tronçons de bandes 22 et 23 sont également soudés à leurs extrémités inférieures en 24 (le récipient 21 étant monté la tête en bas) par suite de la fermeture du moule 14-15 Du fait du sectionnement des tronçons 22 et 23 deux bandes 12, peuvent de nouveau, comme représenté sur la fig. l, être extrudées indépendamment l'une de l'autre dans le moule ou- vert, après que la pièce fabriquée lors de l'opération pré- cédente a été éjectée hors du moule après avoir pris la forme voulue et après s'être refroidie.
Au lieu des bandes 12 et 13, qui se trouvent toujours dans le même plan et qui sont orientées l'une vers l'autre par leurs grandes faces, on peut également extruder deux ban- des 25 25' comme montré en traits mixtes sur la fig. 2.
Ces bandes ont un profil semi-circulaire et sont ainsi adap- tées dans une large mesure au profil qu'aura la future pièce lorsqu'elle sera terminée de fabrication. En utilisant de telles bandes 25 25 à profil semi-circulaire, on peut obte- nir normalement avec certitude une épaisseur de paroi prati- quement uniforme pour le flacon.
Dans l'exemple de réalisation que montre la fig. 4, il s'agit d'un moule 26, 27 dans lequel doit être fabriqué un objet creux à section sensiblement semi-circulaire. Il peut s'agir par exemple d'un bateau-jouet dont la coque est formée dans la moitié 26 du moule, tandis que les superstruc- tures sont par contre formées dans la moitié 27 Dans ce cas, comme montré sur la fig. 4, on peut partir d'une bande 28 à profil sensiblement semi-circulaire et d'une bande 29 plane, l'expansion étant produite par une buse de soufflage 30 de faible diamètre. Dans ce cas, il est par exemple! rationnel de donner à la bande 28 destinée à former la cojue du bateau une couleur différente de celle de la bande 29 destinée à former les superstructures.
Il est également possible de don- ner aux cavités intérieures 31 32 du moule une autre forme,
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",...' ..... : '-", "-;."''(1.....- .r:.....;"....,,:>.< r" :F.:': 1: .. ;.,71t ... ',,""'.t,..) :: ;r. ' ¯.t ' ' . on de les i-îp artîr àutremestt 'Par exemples ces 0,a',vït, de 31-32 peuvent pénétrer davantage dans la moitié 27 du moule, celle- ci pouvant renfermer également une partie de l'évidement semi- circulaire 31
Suivant l'exemple de réalisation que montre la fig.
5, on utilise trois boudineuses 33 34 35 extrudant chacune une bande 36 37 38 pénétrant dans un moule ouvert formé de deux moitiés 39 40 Deux buses de soufflage 4142 pénètrent par le bas dans ce moule 39-40 La bande médiane 37 est alors guidée entre les deux buses de soufflage 41 et 42 Ces derniè- res sont rationnellement montées de façon à pouvoir se dépla- cer l'une par rapport à l'autre dans le plan de la figure, de telle sorte que, lorsque le moule est ouvert (Fig. 5) elles puissent s'écarter afin d'être séparées par un espace plus grand 4.3. Ainsi, lorsque la tête d'extrusion 34 médiane est disposée verticalement au-dessus de l'espace ménagé entre les buses, on est assuré que la bande 21 va effectivement passer entré ces buses.
Au moment de la fermeture du moule 390-40 les deux buses 41 ,42 se rapprochent également l'une de l'autre, comme montré sur la fig. 6, l'écartement subsistant entre les deux buses de soufflage 41 et 42 correspondant sensiblement, lors- que le moule 3-40 est fermé, à l'épaisseur de la bande 37 On a ainsi la certitude que le récipient ou autre objet creux 45 devant présenter une cloison de séparation 44 va 'être com- plètement obturé à sa partie inférieure.
Afin d'obtenir dans chaque cas cette étanchéité, les deux buses 41,42 sont rationnellement aplaties sur leurs cô- tés 46,47 orientés l'un vers l'autre, afin qu'il s'ensuive une étanchéité parfaite entre ces deux côtés aplatis 46 et 41 et la bande 37 ou la oloison de séparation 44 qui se trouve entre eux. Dans ce cas également, il est prévu sous chacune des têtes d'extrusion des couteaux 36a, 37a, 38a qui, après la fermeture du moule, sectionnent les tronçons'de bandes
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jÀ, Ain i8 q'resi'e#dTMt'èà 'extrsion, de telle sorte que trois nouvelles bandes 36 37,38 non soudées ensemble à leur partie inférieure puissent être ensuite ex- trudées.
On comprendra sans difficulté que les bandes extru- dées des diverses boudineuses peuvent être constituées par des matières différentes ou peuvent présenter des épaisseurs différentes, qui sont fonction de la largeur des fentes de la buse. Par exemple, on extrudera normalement une bande 37 moins épaisse que les deux bandes 36 et 38 puisque cette bande 37 ne doit former que la cloison de séparation 44 (Fig. 5 et 6).
Dans la description faite en regard de la fig. 1, on a mentionné les arêtes coupantes 17 et 18 par lesquelles les bandes suspendues à l'intérieur du moule sont sectionnées et soudées ensemble à leur partie supérieure. Il est évident que des arêtes coupantes analogues s'étendent tout autour de la cavité du moule, et qu'elles provoquent le soudage des deux bandes et la séparation de la matière en excès éventuel- le sur toute la périphérie de la cavité du moule.
Selon une variante qui s'écarte des exemples de réa- lisation représentés sur le dessin, il est naturellement pos- sible de faire pénétrer la buse ou les buses de soufflage sur le coté du moule, au lieu de les faire pénétrer par la partie inférieure de celui-ci. C'est ainsi, par exemple, qu'une buse de soufflage pourrait pénétrer dans le moule à mi-hauteur, dans un plan horizontal. Cet agencement serait rationnel; par exemple, pour la fabrication de fûts ne de- vant présenter aucun orifice sur leurs deux faces terminales.
Dans ce cas, la cavité intérieure du moule, corres- pondant à la forme extérieure du fût, est disposée de telle sorte que l'axe longitudinal de ce fût soit orienté vertica- lement. Dans ce cas également, la buse de soufflage qui sert
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en même temps de mandrin de calibrage pènètre latéralement et dans un plan horizontal entre les deux moitiés du moule, ra- tionnellement à mi-hauteur de celui-ci, afin de créer un ori- fice de remplissage du fût par lequel s'effectue en même temps le soufflage de ce fut à l'intérieur du moule.
Il est naturellement possible également, pour créer un second orifice (par exemple un orifice de vidange) du côté opposé, de prévoir simplement un second mandrin orienté dans un plan horizontal, éventuellement au même niveau que le pré- cédent, ce mandrin pénétrant de la manière usuelle à l'inté- rieur de la cavité du moule. Ce mandrin peut servir simplement au calibrage de ce second orifice, mais il pourrait également servir de buse de soufflage, en coopération avec le premier mandrin, le fluide sous pression arrivant ici encore par deux mandrins ou buses, ce qui éventuellement peut accélérer l'opé- ration de soufflage et par conséquent l'ensemble de la fabri- cation.
Il est également possible, -sans que cela présente d' inconvénient, de supprimer complètement les mandrins de cali- brage mentionnés ci-avant et représentés sur les dessins, et de prévoir simplement une aiguille à travers laquelle le fluide sous pression est Insufflé à l'intérieur du moule.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques.
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