Machine pour la fabrication d'articles moulés
La présente invention se rapporte à une machine pour r la fabrication d'articles moulés tels que, par exemple, des bouteilles en matière plastique ou des articles moulés en verre.
Au cours de la production de bouteilles en matière plastique, par exemple, il est de pratique usuelle d'employer une machine de moulage pour produire les bouteilles et un second appareil entièrement séparé sous la forme d'un mécanisme d'impression pour une impression sur les bouteilles.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend des organes d'impression sur les articles au cours de leur produotion, ces organes comprenant une surface d'impression contre laquelle une surface de l'article moulé est pressée, des conduits d'amenée d'un fluide d'impression auxdits organes d'impression, et des organes de commande pour forcer le fluide à travers les organes d'impression, sur la surface à imprimer.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue latérale;
la fig. 2 en est une vue en plan;
la fig. 3 en est une vue frontale;
la fig. 4 en est une vue frontale agrandie avec les couvercles frontaux enlevés
la fig. 5 est une vue en coupe agrandie d'une bouteille en plastique formée entre les matrices de moulage de la machine;
la fig. 6 est une vue en coupe de la fig. 5
la fig. 7 est une vue en coupe transversale de la fig. 6;
la fig. 8 représente un schéma de circuit pour le fluide d'impression destiné à une impression sur les bouteilles;
la fig. 9 est une vue détaillée schématiquement d'une partie de la fig. 8 avec les matrices de moulage séparées;
la fig. 10 est une vue similaire à la fig. 9 avec les matrices de moulage fermées l'une contre l'autre
la fig. 11 est une vue similaire à la fig. 10 montrant la bouteille en plastique formée;
la fig. 12 est une vue similaire à celle de la fig.
11 à un stade se présentant immédiatement après une impression sur la bouteille ;
la fig. 13 est une vue similaire à la fig. 12 montrant la bouteille libérée des matrices
la fig. 14 est une partie d'un schéma de circuit électrique pour la machine.
La machine représentée comprend un n extrudeur 1, une matrice de moulage par soufflage ou unité fermée 2, et une armoire de contrôle 3, fig. 2 et 3.
L'extrudeur 1 comprend une trémie 4 pour recevoir la matière à extruder, un transporteur à vis 5 situé sous la trémie 4 et actionné par un moteur 6, par l'intermédiaire d'organes de transmission de commande, indiqués en général par 7, pour amener la matière, audelà de la disposition connue des réchauffeurs 8, dans la tête 9 de l'extrudeur, à travers laquelle la matière est extrudée vers le bas sous forme tubulaire. La tête 9 de l'extrudeur peut présenter des formes variées pour extruder un, deux ou plusieurs ébauches tubulaires à la fois.
Associé à l'extrudeur 1, on a prévu un couteau porté par un support 10 pour découper le tube aux longueurs requises.
L'armoire de contrôle est construite et conçue pour une opération contrôlée de la machine par des contrôles de commutateurs électriques représentés par 11, 12 et 13 et par une minuterie périodique laquelle est de nouveau mentionnée ci-après.
L'unité de matrices de moulage par soufflage 2, telle qu'elle est plus clairement représentée sur la fig. 4 comprend un récipient de base 16 pour une série de soupapes de contrôle hydrauliques 17 à 19 actionnées par un solénoïde, et supporte une paire de cylindres hydrauliques verticaux 20, 21, dans lesquels fonctionnent des pistons 22, 23 portés par une structure supérieure 24 présentant une enveloppe extérieure 24a, les pistons let les cylindres servant à soulever et à abaisser la structure supérieure 24 de façon qu'elle se rapproche et s'éloi gne de la tête e 9 de l'extrudeur.
La structure supérieure 24 incorpore des supports verticaux fixes 25, 26, auxquels sont fixées des barres de guidage horizontales supérieure et inférieure 27, 28 pour guider les matrices de moulage 29, 30, fixées aux plateaux 31, 32 montés par r des bagues 132 à 135 sur ces barres de guidage 27, 28.
Pour effectuer des mouvements de guidage des matrices de moulage 29, 30, les plateaux 31, 32 sont raccordés aux pistons 36, 37 fonctionnant dans des cylindres hydrauliques 38, 39 portés par les supports 25, 26.
Pour l'injection d'air dans l'ébauche tubulaire en vue de dilater cette dernière, on a incorporé dans la structure supérieure 24, un injecteur d'air sous pression 40 monté dans une partie de cadre 41.
Pour le contrôle des opérations de la machine, on a prévu sept commutateurs électriques 42 à 46, 48, 49. Le commutateur 42 sur le cylindre hydraulique 20 peut être actionné par une came 50 sur la structure supérieure 2; les commutateurs 43 à 46 sur la structure supérieure sont actionnés par des cames 51 à 54 respectivement sur r une barre coulis- sante 56 qui est déplaçable horizontalement avec le plateau 32 par l'intermédiaire d'un cadre de raccor dement t 57 ; le commutateur 48 est porté par le cadre 57 et est actionné par une came 58 sur la struc ture supérieure; le commutateur r 49 sur le cylindre hydraulique 21 est actionné par une came 59 sur la structure supeneure.
Lors du fonctionnement usuel de cette machine, le commutateur principal 11 est tout d'abord mis en circuit, lequel comprend, pour le démarrage, les réchauffeurs 8 ; ensuite, le commutateur 12 est mis en circuit pour démarrer le transporteur à vis 5 de l'ex trudeur; par après, un commutateur 13 est mis en circuit pour mettre en marche le moteur hydraulique usuel ; le contrôle 14 de la minuterie est également actionné.
La garde de sûreté frontale usuelle est introduite, laquelle actionne un commutateur de démarrage pour un fonctionnement automatique de la machine et pour une mise en marche des systèmes hydrauliques 20, 22 et 21, 23 pour le levage des plateaux dont le mouvement se termine dans le commutateur 42 actionnant la came 50, en vue de fermer les plateaux 31, 32 par le fonctionnement des systèmes hydrauliques 36, 38 et 37, 39. Après cette opération, le fonctionnement automatique se poursuit par la mise en action des commutateurs 43 à 46, 48, 49 d'une manière usuelle.
Brièvement, le montage est tel que le mouvement de fermeture des plateaux contraint les cames 51 à 54 d'actionner leurs commutateurs 43 à 46, de telle sorte que, par l'intermédiaire de relais de retardement, les soupapes à solénoïdes respectives soient actionnées et que le mouvement interne des plateaux soit amorti, le support 10 du couteau étant mis en marche pour découper l'ébauche tubulaire et le soufflage d'air étant démarré à partir de l'injecteur 40; les moyens hydrauliques 20, 22 et 21, 23 fone- donnent simultanément pour abaisser la structure supérieure 24. Au cours de ce mouvement, l'ébauche tubulaire est dilatée contre les matrices 29, 30 par l'insufflation d'air pour former la bouteille.
A la fin du mouvement descendant, la came 59 actionne le commutateur 49 pour achever le mouvement des cendrant. La minuterie fonctionne ensuite d'une manière usuelle connue pour ouvrir les plateaux à l'aide des moyens hydrauliques 36, 38 et 37, 39 et ce mouvement d'ouverture est achevé par la came 58 actionnant le commutateur 48 qui entreprend également le cycle suivant.
Lors de l'adaptation de cette machine connue à une impression sur des bouteilles, on a prévu plusieurs surfaces d'impression PS, conçues dans les deux matrices 29, 30, au moins une source de fluide d'impression dans un réservoir 61 communiquant avec la surface d'impression, un piston et un cylindre 62 pour appliquer une pression et une succion au fluide, et une soupape de commande de fluide 63 actionnée par un solénoïde et contrôlée par un commutateur électrique 47 actionné par une came 55 portée par la barre coulissante 56, avec des relais de retardement t associés, mentionnés ci-après.
En se référant aux fig. 5 à 7, trois surfaces d'im- pression PS sont prévues dans cet exemple, deux dans la matrice 29 et une e dans la matrice 30.
Chaque surface d'impression PS est constituée, dans cet exemple, par un tampon absorbant 64 à 66 en métal de bronze fritté présentant un écran ou un masque, formé par sondage sur ce bronze, au couvis de sa fabrication, d'une mince feuille de cuivre d'environ 0,05 mm d'épaisseur, laquelle est chi miquement attaquée pour obtenir des ouvertures, sous la forme du motif requis, dans la feuille de cui vre, ouverture par lesquelles peut passer l'encre d'impression.
Dans une variante, le tampon peut présenter un écran ou un masque métallique formé sur ce tampon par électroplastie; dans un autre exemple, le tam- pon peut t être semblable à du feutre avec un écran ou un masque en soie, en nylon ou autre.
Il doit également être mentionné que le tampon ou chaque tampon peut présenter, avec la sur face d'impression, toute forme appropriée et t se con- former à la surface opposée de la boutel'll peu im- porte que celle-ci soit plate, courbée, ondulée ou présente une autre forme régulière ou irrégulière, et ce pour une impression sur ces surfaces ;. ceci est important eu égard à certaines surfaces de bouteilles qu'il n'a pas été possible d'imprimer jusqu'ici.
Dans le présent exemple, les tampons sont rectangulaires, comme représenté sur la fig. 6, et présentent les lettres PAT, IPC formées par une attaque chimique de l'écran en feuille de cuivre, lesquelles représentent le motif requis.
Le procédé d'attaque chimique servant à produire le motif, des effets à plein ton et/ou à demiton peuvent être obtenus, l'allaque chimique pro duisant en effet une multiplicité de trous d'aiguille avec des variations appropriées pour modifier la densité de l'encre passant à travers les différentes parties de la surface d'impression.
Chaque tampon dans cet exemple est monté dans une enveloppe 67 à 69 de la matrice munie d'une rainure extérieure 70 à 72 (en particulier sur la fig. 7 pour la rainure 70) qui est formée autour de l'enveloppe en communication avec la chambre intérieure 73 à 75 par des trous circonférentiellement espacés 76 à 78 dans l'enveloppe.
A partir de e chaque e enveloppe, un conduit à fluide 79 à 81 s'étend vers un bord extérieur de la matrice; conduit auquel est raccordée une extrémité d'un tuyau flexible à fluide 82 à 84.
Les tuyaux 82 à 84, sont t raccordés à la source d'enore d'impression. Si une seule couleur est nécessaire, un seul réservoir 61 peut être prévu, ainsi que des commandes associées ; mais, essentiellement, si différentes couleurs sont nécesslaires, chaque tuyau est connecté à son propre réservoir et à ses commandes associées. Dans les exemples, mentionnés ciavant, où différents compartiments sont prévus pour différents fluides d'impression colorés par division, ces divisions peuvent être sous une forme tellement mince que les différentes couleurs peuvent être imprimées avec les bords de ces divisions en substances par enregistrement l'une avec l'autre, ce qui n'a pas été possible jusqu'ici pour l'impression de bouteilles en plastique.
Dans le présent exemple, comme indiqué sur la fig. 8, les tuyaux 83, 84 pour les tampons 65, 66 sont raccordés en parallèle au réservoir unique. avec un raccord de tube 85 allant à la pompe unique à piston et à cylindre 62. Ce raccord de tube 85 est à une extrémité du cylindre 86 et à partir de l'autre extrémité de ce cylindre 86, on a prévu un raccord de tube à air 87 allant à un appareil de mesure de pression d'air 88 muni d'une vanne 89. Le tube 90 raccorde l'appareil de mesure à une soupape 91 ac tionnée par un solénoïde, laquelle est t reliée, par la conduite 92, à une source d'air comprimé représen tée par 93. A cet t endroit, se trouve le commutateur électrique 47 pour le contrôle du solénoïde 91 et le relais de retardement à mentionner ci-après.
Le piston 95 dans le cylindre 86 est pressé contre la pression de l'air par un ressort 96 se trouvant derrière la tête 97 du piston.
Une soupape de commande à une voie 98 peut être prévue dans la conduite 99 partant du réservoir 61.
Le procédé d'impression est réalisé comme suit avec référence aux fig. 9 à 13.
En se référant tout d'abord à la fig. 9, celle montre le stade au cours duquel la longueur requise du tube P a été extrudée avec les matrices 29, 30 dans la position n ouverte soulevée. Le fluide d'im- pression à ce stade est, comme représenté, situé ien dessous du niveau des chambres d'impression 76 à 78 et le piston 95 est dans sa position ramenée.
Au stade suivant, fig. 10, les matrices 29, 30 sont dans leur position fermée en abandonnant la partie supérieure du tube P et en serrant entre elles la partie inférieure de celui-ci. L'air injecté démarre pour dilater celle partie inférieure du tube P comme représenté et éventuellement lorsque les matrices 29, 30 sont pleinement fermées, la bouteille est entièrement formée, fig. 11.
Le support 10 du couteau est ensuite actionné pour r couper le tube P et les matrices 29, 30 com- mencent à descendre. C'est à ce stade ou -approxima- tivement t à ce stade que la matière des bouteilles est pressée par l'injection d'air fermement contre les matrices et par conséquent fermement contre les surfaces d'impression PS des tampons d'impression 64 à 66 et que la soupape à solénoïde 91 est mise en action pour admettre de l'air sous pression dans le cylindre 86 provoquant une course de pression du piston 95, comme représenté sur la fig.
11, de façon à appliquer ainsi une pression sur le fluide d'impression qui, en raison de la soupape à une voie 98, est forcée le long des conduites 83, 84 dans les chambres d'impression 77, 78 à partir desquelles le fluide d'impression passe, par les tampons absorbants 65, 66 et par les surfaces d'impression PS à écran soudé, sur la surface de la bouteille.
La soupape à solénoïde 91 est sous le contrôle dudit relais de retardement, parce que, comme cer- tains des commutateurs électriques existants, par exemple 43 à 46, le commutateur électrique 47 est actionné à un moment (c'est-à-dire lorsque les ma trices 29, 30 sont fermées) plus s tôt qule celui qui est nécessaire, c'est-à-dire lorsque la bouteille est entièrement formée contre les matrices. En illustration de ceci, la fig. 14 montre le montage existant de certains commutateurs électriques, plar exemple 43 à 46, et de certains relais de retardement d2 et d5.
A ce montage existant, on a ajouté, d'une manière similaire, le commutateur électrique 47 avec la soupape à solénoïde 91 et le relais de retardement associé d6.
Un aspect important est le stade suivant, la fig.
12, dans lequel les matrices 29, 30 sont encore fermées, mais dans lequel la pression sur le fluide d'impression a été libérée. Le relais de retardement d6 est réglé pour ramener la soupape à solénoïde 91 à sa position hors circuit, en vue de libérer la pression de l'air régnant derrière la tête 97 de piston à un moment déterminé selon la quantité d'encre déposée requise sur la bouteille et, dans toute éventualité, avant que les matrices 29, 30 ne commencent à s'ouvrir de nouveau.
L'effet de cette libération de la pression d'air régnant derrière ta tête 97 du piston agit non seulement pour libérer la pression de l'encre, mais également pour le ressort 96, afin de ramener le piston 95 à 97 dans une course de succion, laquelle ramène le fluide d'impression (autre que celui déposé sur la bouteille) par les tampons 65, 66 et de préférence suffisamment loin de façon à être séparé entièrement des tampons ; ainsi, les tampons et leurs écrans sont consentes dans un état de propreté et il n'est pas permis à l'encre de s'aocumuler sur ceux-ci ou dans ceux-ci ou sur la surface de la matrice.
En outre, l'application et l'aipiration contrôlées de l'encre permet au dépôt d'encre sur ta bouteille d'être juste suffisant pour obtenir la densité désirée d'encre au cours de l'impression et ensuite un temps maximum pour un séchage subséquent de l'encre pendant la cuisson consécutive de la bouteille, laquelle est effectuée de la manière usuelle connue.
Ce stade est représenté sur la fig. 13, dans laquelle l'impression est indiquée par T.A.P., I.P.C. et A.B.C. et dans laquelle l'injecteur 40 a été abaissé, après quoi la bouteille est éjectée par une insufflation d'air de la manière usuelle connue.
D'après la fig. 7, il est à observer que l'impression peut être accrue en formant au moins en partie un relief sur la bouteille par le fait que des parties de la bouteille sont pressées par l'insufflation d'air partiellement dans certaines des ouvertures de l'écran sur le tampon. En outre, t'attaque chimique pénètre avec avantage partiellement dans le métal fritté du tampon, comme représenté sur la fig. 7, de façon à assurer une pénétration complètement à travers l'écran soudé.
Il doit être mentionné que le tampon 64 effectue son impression par des moyens similaires et d'une manière semblable à celle décrite pour les tampons 65, 66.
Au lieu de présenter un n relais de retardement d6, le commutateur 47 et la came 55 peuvent être portés l'un par la structure supérieure 24 et l'autre par le récipient inférieur 16, de manière à actionner la soupape 91, mise en marche par un solénoïde, au moment voulu et lorsque les plateaux commencent à descendre. Les organes d'impression peuvent être incorporés dans la conception de la machine ou être produits comme des organes séparés pour être subséquemment rattachés à la machine.
En outre, les organes d'impression peuvent être montés de façon à être utilisés avec d'autres, types de machines de moulage, par exemple avec des machines de moulage sous vide ou avec des appareils grâce auxquels des articles en verre sont moulés à l'état amolli à la chaleur, de façon que l'impression soit appliquée sur les articles moulés en verre.