Procédé de fabrication d'articles creux en matière plastique
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention comprend un procédé de fabrication d'articles creux en matière plastique et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Son but est de fournir un procédé dans lequel la matière plastique des articles soufflés successifs est boudinée d'une manière continue et amenée d'une manière intermittente à un dispositif de moulage par soufflage.
Les machines d'extrusion et de soufflage par moulage de matières plastiques connues jusqu'ici comprennent des moyens pour plastifier une poudre de moulage sous l'effet de la chaleur et d'une pression notable et pour boudiner ensuite ou expulser sous pression d'une autre manière la matière plastique sous la forme d'un tube. Ensuite, une longueur du tube est moulée par soufflage dans un ou plusieurs moules pour former une ou plusieurs bouteilles ou autres articles soufflés, par un processus combiné dans lequel la matière plastique est rigidifiée pendant que les articles sont maintenus entièrement dilatés et formés dans les moules de soufflage.
Le procédé de fabrication d'articles creux en matière plastique que comprend l'invention est caracté- risé en ce qu'on boudine, sous forme de tube au moyen d'une filière et d'une manière continue, une matière plastique organique ramollie, on amène successivement des moules à un poste de chargement, on alimente successivement et individuellement ces moules avec des tronçons de tube, on éloigne la filière de chaque moule chargé à une vitesse plus grande que celle de l'extrusion de la matière par la filière et dans le sens opposé, et l'on moule par soufflage le tronçon de matière plastique dans chaque moule individuel.
L'appareil de fabrication d'articles creux en matière plastique que comprend l'invention, comprend un dispositif d'alimentation pour boudiner d'une manière continue sous forme tubulaire de la matière plastique ramollie, une série de moules individuels, des moyens pour présenter successivement les moules au dispositif d'alimentation pour recevoir individuellement, à un poste de chargement, des longueurs successives de la matière tubulaire, des moyens pour déplacer le dispositif d'alimentation vers le moule au poste de chargement dans la direction où la matière est expulsée de ce dispositif d'alimentation pour fournir une charge à un moule et des moyens pour éloigner le dispositif d'alimentation du poste de chargement à une vitesse plus grande que celle de l'extrusion de la matière de ce dispositif d'alimentation et en sens opposé,
et des moyens pour souffler la matière creuse dans chaque moule chargé, de façon à la mouler.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil que comprend l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation de ladite forme d'exécution de l'appareil.
Les fig. 2 à 4 sont des vues à plus grande échelle de la partie avant d'une boudineuse que comprend ladite forme d'exécution et montrant les positions successives de cette boudineuse par rapport à un dispositif de soufflage.
La fig. 5 est une vue en plan par-dessous, à plus grande échelle, du mécanisme de coupe représenté sur les fig. 1 à 4.
La forme d'exécution de l'appareil représenté au dessin comprend une boudineuse E comportant une tête H par où de la matière plastique P est expulsée d'une manière continue et, de préférence, sous une forme tubulaire.
Des longueurs successives de la matière plastique tubulaire boudinée P sont délivrées d'une manière intermittente à une série de moules M montés sur un porte-moules rotatif C tournant soit d'une manière continue, soit pas à pas, par exemple au moyen d'une croix de Malte ou autre mécanisme convenable (non représenté).
Un dispositif à temps T comprend des soupapes 4 qui règlent l'alimentation de la matière plastique boudinée en air ou autre fluide de soufflage et qui synchronisent et coordonnent les opérations des divers organes de la machine, notamment la boudineuse C, les moules M et le porte-moules C.
L'appareil représenté comprend une base 1 sur laquelle la boudineuse E est montée pivotante et qui, comme on le voit sur la fig. 1, présente aussi une plate-forme sur laquelle le porte-moules C est monté tournant autour d'une colonne verticale 2.
Plus précisément, la boudineuse E représentée comprend une boîte allongée 8 de forme générale tubulaire qui pivote au voisinage de son extrémité arrière sur des tourillons horizontaux 9 dont les paliers sont montés dans des supports 10 fixés à la base 1 et qui permettent le pivotement dans le sens vertical de la tête H de la boudineuse.
Le pivotement est effectué au moyen d'un vérin 1 1 dont le corps est articulé en 13 sur les supports 10 et dont la tige de piston 10 est fixée, au moyen d'un écrou 14a, à une console 14 disposée sous la partie arrière de la boudineuse E. Le moteur 1 1 est actionné par un fluide sous pression hydraulique arrivant à intervalles du dispositif à temps T de façon à soulever ou abaisser la tête de boudineuse H.
L'abaissement de la tête H peut être amorti par un ressort de compression (non représenté) ou grâce à un échappement contrôlé de fluide sous pression du moteur 11, ou par tout autre moyen d'amortissement convenable.
Le dispositif de boudinage E comprend une trémie 15 d'où la poudre de moulage plastique est amenée dans le cylindre chauffé 8 de la boudineuse et le traverse au moyen d'une vis d'alimentation (non représentée) qu'un moteur électrique 3 fait tourner continuellement dans le cylindre 8.
Comme on le voit sur la fig. 1, le moteur 3 est monté sur la console 14 de façon à pivoter avec la boudineuse E et il entraîne d'une manière continue la vis de boudineuse par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 6 et d'une courroie de transmission protégée 5.
La boudineuse décrite jusqu'ici est un exemple des dispositifs de plastification et de compression qui sont utilisables en général pour préparer une matière plastique à l'extrusion et effectuer d'une manière continue l'extrusion de cette matière.
La poudre de moulage plastique fournie par la trémie 15 est plastifiée sous l'effet du travail et de la chaleur pendant que la vis située dans le cylindre 8 la force à traverser la boudineuse d'une manière continue.
En général, il n'est pas nécessaire de prévoir un accumulateur de régulation de la pression ou autre moyen pour assurer que la matière plastique déchar gée d'une manière continue par la tête d'extrusion de la boudineuse soit maintenue à une pression sensiblement constante prédéterminée. Cependant, on peut prévoir un tel régulateur de pression pour obtenir soit un débit constant, soit toute autre loi désirée de débit continu.
La tête H reçoit la matière plastique qui a été chauffée et amenée à l'état voulu de plasticité par son passage à travers le cylindre et, comme on l'a déjà mentionné, elle décharge d'une manière continue et sans interruption par une filière 20 dans les moules M la matière plastique ramollie sous une forme tubulaire.
Dans la forme d'exécution représentée, quatre moules M sont disposés sur le porte-moules C et chacun d'eux est placé tour à tour sous la filière 20 par le porte-moules C pour recevoir un tronçon de la matière plastique tubulaire P qui sort d'une manière continue de la boudineuse.
Des tronçons de longueur voulue sont coupés du tube de matière plastique sortant de la filière 20 par un couteau 62 qui, ainsi que représenté sur les fig.
2 à 5, est déplacé alternativement par un moteur pneumatique 63 de façon à détacher à intervalles réguliers toute la matière plastique qui se trouve en dessous de la filière 20.
Comme on le voit sur la fig. 5, le couteau 62 a une lame à double tranchant 64 dont les deux bords 64a et 64b sont placés en avant d'une ouverture 65 à travers laquelle le tube en matière plastique P peut passer librement. Le tronçonnement du tube P est effectué alternativement par les bords tranchants 64a et 64b. Plus précisément, après qu'une longueur déterminée de matière plastique est sortie par la filière 20, le moteur 63 est actionné par le dispositif à temps soit pour faire avancer, soit pour faire reculer le couteau 62. Si, par exemple, à la dernière opération précédente, le couteau a été avancé jusqu'à la position représentée en trait mixte sur la fig. 5, c'est le bord tranchant avant 64a qui a effectué la coupe.
La matière plastique P boudinée d'une manière continue descend ensuite à travers l'ouverture 65 jusqu'à ce qu'une longueur déterminée soit sortie, après quoi le couteau 62 est tiré en arrière par le moteur 63, jusqu'à la position représentée en trait plein sur la fig. 5, et le tronçon de tube est coupé par le bord tranchant arrière 64b, tandis que la matière plastique
P continue à sortir, mais en avant de la lame 64 pour être coupée la fois suivante par le bord tranchant avant 64a.
De préférence, chaque opération de coupe du couteau 62 est effectuée en même temps que le mo teur de basculement 1 1 soulève la tête de boudineuse
H et la filière 20 par rapport au moule M.
En outre, le déplacement de la tête H est, de préférence, au moins un peu plus rapide que la sortie de la matière plastique P de la filière 20, de sorte que les extrémités coupées de la matière plastique s'écartent l'une de l'autre et que l'extrémité avant de la matière plastique P en cours d'extrusion n'est pas touchée lorsque le porte-moules tourne pour remplacer par un nouveau moule M le moule qui vient de recevoir un tronçon de tube plastique P.
En outre, la tête H est soulevée suffisamment haut ainsi que représenté sur la fig. 2, et avec une vitesse de déplacement suffisante par rapport à la hauteur des moules, pour que le moule M qui est sur le point de recevoir une charge puisse être amené à la position de chargement sous la filière 20 sans entrer en contact avec la matière plastique P.
Ensuite, la tête H est amenée par le moteur de basculement 1 1 dans une position adjacente au moule, ainsi que représenté sur la fig. 3. Lorsque la longueur voulue de matière plastique P a été expulsée entre les moitiés 69 et 70 du moule M ouvert en dessous de la tête H, les moitiés de moule sont fermées par des bras de manoeuvre 71 et 72, ou autres organes analogues, commandés par le dispositif à temps T. Presque en même temps, la matière plastique P est tronçonnée par le couteau 62 actionné par le moteur 63, et la tête H est soulevée par le moteur 11.
L'extrusion de la matière plastique P se poursuit sans interruption, comme indiqué sur les fig. 1 et 4, tandis qu'une tête de soufflage 73 associée à chaque moule M sur le porte-moules vient automatiquement dans la position de soufflage par rapport au moule qui lui est associé et au tronçon de matière plastique tubulaire introduit dans le moule.
De l'air de soufflage ou autre fluide sous pression convenable est admis dans la tête de soufflage 73 d'où il passe dans la charge de matière plastique tubulaire contenue dans le moule. L'alimentation en fluide de soufflage peut être effectuée de diverses manières. Elle peut avoir lieu par exemple à haute pression ou à basse pression.
On voit que les divers moules M se placent successivement dans les positions d'extrusion et de soufflage et qu'ils s'ouvrent et se ferment aux moments voulus à mesure que le porte-moules C avance.
Au cours d'un cycle de moulage complet de la machine représentée, le porte-moules C effectue une révolution complète, à chaque quart de tour de laquelle la boudineuse E et ses pièces associées effectuent un cycle complet de fonctionnement en coopération avec un des moules M situés sur le portemoules. Le tambour du dispositif à temps T fait quatre tours complets pendant chaque cycle de moulage.
La description qui précède et l'exposé qui suit permettront de comprendre le fonctionnement de l'appareil.
Les diverses pièces de l'appareil sont représentées sur la fig. 1 dans les positions qu'elles occupent au moment où le porte-moules C éloigne un moule chargé M de l'alignement axial en dessous de la filière d'extrusion 20 de la tête de boudineuse H, qui se soulève pendant qu'une nouvelle longueur de tube plastique P continue à sortir de la filière 20.
Par une rotation de 900 du porte-moules C, le moule chargé avance et le moule ouvert suivant, d'où une bouteille ou autre article soufflé a été éjecté, vient se placer sous la filière d'extrusion 20 avec ses deux moitiés 69 et 70 ouvertes pour recevoir la charge plastique tubulaire P.
Le moteur 1 1 est alors actionné sous la commande du dispositif à temps de façon à faire basculer la boudineuse E et à abaisser la tête H jusqu'à la position représentée sur la fig. 3 pendant que le moule vient s'aligner avec la filière 20. En même temps, les moitiés de moule 69 et 70 se ferment sur la charge P et le couteau 62 est actionné pour tron çonner la charge sous la commande du dispositif à temps. Aussitôt, le moteur 1 1 est inversé et la tête de boudineuse H soulevée de façon à écarter des moules la nouvelle charge P qui continue à sortir de la filière 20 pour l'amener dans la position représentée sur la fig. 4, tandis que le porte-moules C éloigne le moule chargé de l'alignement avec la tête
H et amène le moule suivant dans la position de chargement.
Bien qu'on puisse faire en sorte que le portemoules C arrête momentanément chaque moule M dans l'alignement de la tête, il est généralement satisfaisant de faire tourner le porte-moules C d'une manière continue et d'effectuer au vol la fermeture du moule, le tronçonnement de la charge et les opérations de soulèvement de la filière, et cela avec ou sans accélération et ralentissement du mouvement du porte-moules.
Le soulèvement et l'abaissement de chaque tête de moulage 73 pour l'amener dans la position de soufflage sur son moule M ou l'en éloigner sont évidemment effectués après que la tête H a été soulevée au-dessus du moule.
L'air de soufflage peut être amené initialement à la charge plastique contenue dans le moule par la tête de soufflage 73, ou bien le soufflage initial peut être effectué par l'air introduit dans la charge par la filière 20 immédiatement avant le tronçonnement par le couteau 62 et la tête de soufflage 73 utilisée ensuite pour rétablir et maintenir la pression de soufflage jusqu'à ce que l'article soufflé ait acquis une forme permanente dans le moule.
Au lieu d'introduire l'air de soufflage au sommet des moules, on pourrait souffler par le bas. Dans un cas comme dans l'autre, la charge tubulaire P est, de préférence, fermée par pincement, par exemple entre les moitiés de moule 69 et 70.
D'une manière générale, le procédé que comprend l'invention est applicable aux matières plastiques organiques pouvant être ramollies par la cha leur et la pression et être maintenues dans un état de faible viscosité par la chaleur qui leur est transmise à travers les parois métalliques sans coller d'une manière permanente ou inadmissible aux surfaces métalliques, de sorte que cette matière puisse être délivrée dans un état ramolli par la chaleur permettant de la travailler, transformée en article et rigidifiée. Diverses matières organiques plastiques, notamment le polyéthylène, qui répondent aux conditions ci-dessus, peuvent être transformées en articles creux de diverses formes par l'appareil décrit.
De telles matières peuvent être amenées à l'état solide dans la trémie de l'appareil, et l'on procédera de cette manière bien que quelques matières au moins puissent être chargées dans l'appareil dans un état de ramollissement préalable.
Dans la forme d'exécution représentée, le portemoules C déplace les moules dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction de l'extrusion, mais la trajectoire des moules vers la position de chargement et à partir de cette position pourrait être quelconque à condition de ne pas gêner l'extrusion continue de la matière plastique et le mouvement corrélatif de la tête d'extrusion H vers cette position et à partir d'elle.