CH396396A - Installation de thermoformage - Google Patents

Description

  
 



  Installation de   thermoformage   
 La présente invention a pour objet une installation de thermoformage pour la fabrication de corps creux, et en particulier de récipients, en partant d'une feuille en matière plastique, comportant au moins un poinçon et une matrice destinés à coopérer   l'un    avec l'autre sous l'action d'un dispositif   d'action-    nement pour d'abord emboutir la feuille, au moins un dispositif d'injection d'un fluide gazeux permettant de plaquer la matière plastique déformée à l'aide du poinçon, contre les parois de la matrice pour conférer au récipient sa forme définitive,

   caractérisée par le fait que la matrice comporte un dispositif de fa çonnage du fond du récipient permettant de refouler la matière plastique formant le fond du récipient de manière à former un récipient présentant un faux fond.



   Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une installation de thermoformage et plus particulièrement les moules mâle et femelle de cette installation.



   La fig. 1 est un schéma indiquant les principales liaisons électro-mécano-pneumatiques existant entre les différentes parties de l'installation.



   La fig. 2 illustre en coupe axiale les moules mâle et femelle à l'instant où le récipient est formé mais avant le façonnage du fond de celui-ci.



   La fig. 3 illustre également en coupe axiale les moules mâle et femelle pendant le façonnage du fond du récipient.



   La fig. 4 illustre toujours en coupe axiale le moule femelle lors de l'éjection du récipient terminé hors du moule femelle, le moule mâle ayant été retiré préalablement.



   L'installation illustrée à titre d'exemple est une installation de thermoformage pour la fabrication de corps creux en matière plastique analogue à celle décrite dans le brevet   No    375138.



   Cette installation de thermoformage présente un dispositif de positionnement d'une feuille de matière plastique thermoformable comportant un dispositif d'entraînement pas à pas de la feuille de matière plastique et une grille de fixation de cette feuille.



  Le dispositif d'entraînement comporte un support 1 portant un rouleau 2 de feuille de matière plastique ainsi que des moyens d'entraînement 3 entraînant la feuille et entraînés en rotation à l'aide d'un moteur électrique 4 dont l'enclenchement est commandé par un interrupteur 5. Des moyens sont prévus pour que la feuille de matière plastique F soit tendue entre le rouleau 2 et les moyens d'entraînement 3. La grille de fixation 6 permet de maintenir la feuille de ma  hère    plastique F dans une position déterminée pendant le formage de certaines parties au moins de celle-ci.



   L'installation comporte encore un dispositif de chauffage de la feuille F de matière plastique constitué par exemple par des corps de chauffe infrarouges 7 disposés le long de ladite feuille F et dont l'enclenchement est commandé par un interrupteur 8.



   L'installation présente également au moins un poinçon 9 et au moins une matrice 10 coopérant   l'un    avec l'autre et disposés de part et d'autre de la feuille
F de matière plastique. Dans l'exemple   illustre'    ces poinçons 9 et ces matrices 10 sont portés par des blocs porte-moules mâle 11 et femelle 12 respectivement. Ces blocs porte-moules mâle et femelle sont montés coulissants par rapport au bâti de l'installation de thermoformage et sont entraînés dans leurs déplacements à l'aide de dispositifs d'actionnement comportant des vérins hydrauliques à double effet 13, 14 alimentés en fluide sous pression contenu dans un réservoir 15 à   l'aide    de vannes 16, 17.



   Chaque poinçon comporte une tête 18 en un matériau assurant une dissipation thermique faible et  homogène pour ne pas abaisser localement la température de la matière plastique venant en contact avec celui-ci. De nombreux matériaux peuvent être utilisés pour réaliser cette tête 18 tels que du bois ou des résines synthétiques. Cette tête 18 est montée télescopiquement sur un support 20 solidaire du bloc porte-moule mâle 11.



   Le fait d'avoir une tête de poinçon télescopique, c'est-à-dire déplaçable axialement, soit dans des mouvements   commandés    pneumatiquement par exemple, soit contre une action de rappel élastique permet en effet d'obtenir dans certains cas d'espèce un meilleur étirage de la feuille de matière plastique.



   En outre l'utilisation d'un poinçon déplaçable axialement par rapport à son support permet de préformer la matière plastique de la feuille le plus profondément possible à l'intérieur du moule, ce poin çon se rétractant axialement lors du façonnage du faux fond du récipient. Ce mouvement de recul du poinçon peut soit être commandé à l'aide d'un dispositif de commande pneumatique par exemple, soit s'effectuer par refoulement contre une action élastique sous l'effet du façonnage même du fond du récipient.



   Dans l'exemple illustré cette tête 18 du poinçon est déplaçable axialement par rapport au support 20 et un ressort 19 tend à la maintenir dans une position avancée illustrée à la fig. 2.



   Chaque poinçon comporte encore un dispositif de coupe comportant un couteau circulaire 21 fixé sur le support 20 dont le tranchant est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe du poinçon. Une rondelle 22 est montée déplaçable axialement par rapport au support 20 contre l'action de ressorts 23 tendant à maintenir cette rondelle approximativement dans le plan de l'arête de coupe du couteau circulaire 21.



   Chaque poinçon est muni d'un dispositif d'injection d'un fluide gazeux comportant un canal 24 coaxial au support 20 donnant accès à plusieurs passages 25 pratiqués dans le support 20 entre la base de la tête 18 et la rondelle 22. Ce canal 24 est relié à une source de gaz sous pression 26 par l'intermédiaire d'une vanne 27.



   Chaque matrice est disposée à l'intérieur d'un alésage 28 du bloc porte-moule femelle 12 centré sur le poinçon 9 correspondant. Dans l'exemple illustré chaque matrice comporte quatre pièces 29 présentant en coupe transversale la forme générale d'arcs de couronne. Ces pièces 29 sont munies de cames 30, 31 à chacune de leurs extrémités destinées à coopérer avec des rampes 32, 33 portées par le bloc portemoule femelle 12. Des ressorts 36 disposés entre chaque pièce 29 de la matrice tendant à écarter celles-ci les unes des autres et, sous l'effort conjugué des cames 30, 31 et des rampes 32, 33 à déplacer lesdites pièces axialement hors de   Alésage    28. Les pièces 29 sont guidées dans leurs mouvements axiaux par des guides 34 fixés sur le bloc porte-moule femelle.

   Les déplacements axiaux, et donc radiaux par voie de conséquence, des pièces 29 sont commandés par une plaque de fermeture 35 dont l'une des surfaces coopère avec la face frontale de la matrice et fixe la position de celle-ci, contre l'action des ressorts 36, par rapport au bloc porte-moule femelle 12.



   L'installation de thermoformage se distingue des installations connues par le fait qu'elle comporte encore un dispositif de façonnage du fond des récipients constituant le fond de la matrice.



   Ce dispositif de façonnage du fond du récipient comporte une partie fixe 37 solidaire du bloc portemoule femelle 12 munie d'un alésage central 38 coaxial à l'axe de la matrice et présentant une surface externe cylindrique concentrique audit alésage 38.



  Autour de cette partie fixe 37 se trouve une partie mobile 39 susceptible de coulisser sans jeu sur la surface externe de la partie fixe et solidaire des parties 29 de la matrice. Cette pièce mobile 39 est donc entraînée dans les mouvements axiaux de la matrice.



  Un joint 40 assure l'étanchéité entre ces pièces mobile 39 et fixe 37. Cette pièce mobile 39 comporte dans sa partie supérieure une gorge circulaire 43 débouchant sur l'extrémité de cette pièce mobile 39 dirigée vers l'intérieur de la matrice.



   Ce dispositif de façonnage comporte encore un piston 41 dont la surface supérieure 42 constitue le fond de la matrice et qui comporte une jupe 45 s'étendant à l'intérieur de la gorge 43 pratiquée dans la pièce mobile 39. Le diamètre extérieur de ce piston 41 est légèrement plus faible que le diamètre de la cavité du moule mesuré dans un même plan transversal. La différence entre ces deux diamètres est de l'ordre de quelques multiples de l'épaisseur de la paroi du récipient formé, en particulier comprise entre 3 et 5 fois ladite épaisseur de la paroi du récipient.



  La course de ce piston est limitée par une butée 58 portée par la jupe 45 coopérant avec un épaulement 59 de la gorge circulaire 43. Un joint 44 assure l'étanchéité entre la paroi interne de ladite gorge 43 et la paroi correspondante de la jupe 45 du piston 41. Ce piston 41 comporte encore une tige de guidage 46 s'étendant à l'intérieur de l'alésage central 38 de la partie fixe 37. Cette tige définit, sur une certaine partie de sa longueur, avec la surface interne dudit alésage central 38 une chambre 47 limitée par des joints 48, 49 la rendant étanche. Un canal 59 traversant la pièce fixe 37 est susceptible d'être relié au réservoir de fluide sous pression 26 à l'aide d'une vanne 60 en vue de l'actionnement du piston 41.



   La tige 46 du piston 41 est évidée et renferme un éjecteur 50 ainsi que son piston d'actionnement 51. Une butée 52 solidaire de la tige 46 du piston délimite à la fois les deux positions extrêmes dudit éjecteur 50. Une chambre 53 est ménagée entre la face active 54 du piston 51 de l'éjecteur et le fond de l'évidement de la tige 46 et est reliée à la chambre 47 par un passage 55.



   Dans la forme d'exécution illustrée la matrice comporte encore un dispositif d'injection de fluide gazeux comprenant un canal 56 pratiqué dans la pièce fixe 37 et alimentant au travers d'un passage  57 pratiqué dans la pièce mobile 39 la gorge circulaire 43 de celle-ci. Cette gorge 43 communique librement avec l'intérieur de la matrice par le jeu existant entre la surface annulaire externe de ladite gorge et la surface correspondante de la jupe 45 du piston 41.



  Ce canal 56 est relié par l'intermédiaire d'une vanne 58 à la source de fluide gazeux sous pression 26.



   Le fonctionnement de l'installation décrite et en particulier du dispositif de façonnage du fond d'un récipient est le suivant:
 Un- récipient est formé, d'une façon connue et qui ne sera pas décrite ici, par la coopération du poinçon entrant dans la matrice puis pneumatiquement pour appliquer la matière plastique contre les parois de la matrice.   I1    faut toutefois remarquer que lors du préformage du récipient le poinçon étire la matière plastique jusqu'à proximité immédiate de la surface 42 du piston 41 lorsque celui-ci est en position reculée et forme donc le fond de la cavité du moule. Dès cet instant et pendant que la matière plastique formant le récipient est encore malléable, les opérations suivantes sont effectuées: 1.

   L'opérateur ouvre la vanne reliant le réservoir de
 fluide sous pression au canal 59 ce qui provoque
 le déplacement axial du piston 41 provoquant le
 refoulement de la portion centrale du fond du
 récipient et le repliement du bord périphérique
 dudit fond du récipient. Pendant ce déplacement
 axial du piston 41 la matière plastique en contact
 avec la surface 42 du piston 41 est serrée entre
 cette surface et la surface frontale de la tête 18
 du poinçon. Le déplacement axial du piston 41
 provoque donc un recul axial correspondant de
 la tête 18 du poinçon contre l'action du res
 sort 19.



   La fig. 3 illustre la position des divers organes pendant cette opération. Ce déplacement axial du piston 41 refoule la matière plastique formant le fond du récipient et replie celle-ci le long du bord inférieur de celui-ci. On obtient de cette façon un récipient présentant un faux fond et ne reposant sur une surface d'appui que par une ligne circulaire.



  2. Lorsque le piston est arrivé en fin de course
 avant, limitée par la butée 58 arrivant en contact
 avec l'épaulement 59 un temps d'attente est ob
 servé pour permettre à la matière plastique for
 mant le récipient de se solidifier.



  3. Le poinçon est retiré hors de la matrice.



  4. La plaque de fermeture 35 est éloignée du bloc
 porte-moule femelle 12 ce qui provoque l'ou
 verture de la matrice sous l'action des ressorts
 36. En effet les parties 29 de la matrice se dé
 placent axialement hors du bloc porte-moule sur
 une certaine distance ce qui permet leur écar
 tement radial.



   Le déplacement axial de la matrice entraîne la
 pièce mobile 39 du dispositif de façonnage dans
 un même déplacement axial ce qui a pour effet
 de déplacer axialement le piston 41 et le dispositif
 d'injection d'une valeur correspondante.



  5. Enfin lorsque la matrice est entièrement ouverte
 la tige 46 du piston 41 (fig. 4) est suffisamment
 sortie hors de l'alésage 38 de la pièce fixe 37
 pour que la chambre 47 communique avec le
 canal 59 ce qui provoque l'alimentation en fluide
 sous pression de la chambre 53 du dispositif
 d'éjection et par conséquent le déplacement
 axial jusqu'en position avancée de l'éjecteur 50.



  6. Enfin l'opérateur ferme la vanne alimentant en
 fluide sous pression le canal 59 et l'installation
 est prête pour un nouveau cycle de formage d'un
 récipient. En effet l'éjecteur 50 et le piston 41
 sont remis en position de repos (fig. 2) sous l'ac
 tion de la poussée exercée par la matière plasti
 que au cours de son formage.



   Il est bien évident que ces opérations successives, ainsi que les opérations de formage du récipient luimême peuvent être commandées soit manuellement soit automatiquement de façon connue.



   En outre il est évident qu'une installation de thermoformage particulière a été décrite et illustrée à titre d'exemple mais que d'autres installations pourraient être utilisées en combinaison avec le dispositif de façonnage. En particulier la tête télescopique 18 du poinçon pourrait être commandée pneumatiquement dans ses déplacements par rapport au support 20. Dans ce cas cette tête 18 serait maintenue en position avancée pendant le préformage de la feuille de matière plastique, lorsque cette dernière entre en contact avec le poinçon, pour amener la matière plastique le plus profondément possible à l'intérieur de la cavité du moule. Puis après ou pendant le gonflage pneumatique du récipient jusque dans sa forme définitive la tête 18 du poinçon est reculée à l'aide de son dispositif de commande pneumatique.

   Ce déplacement axial de recul de la tête du poinçon s'effectue soit avant soit pendant le déplacement du piston 41 du dispositif de façonnage du fond du récipient. Dans une telle variante la matière plastique du fond du récipient n'est donc plus serrée entre le piston 41 et la tête du poinçon pendant son refoulement de sorte que la matière de ce fond continue à être étirée pendant cette opération de façonnage du fond. Cette particularité permet en particulier d'obtenir des récipients à fonds minces ce qui est toujours difficile d'obtenir par les moyens classiques.



     I1    est évident que bien que l'installation décrite et illustrée comporte une matrice ouvrante, le dispositif de façonnage peut être utilisé dans des installations comportant des matrices non ouvrantes. En effet l'utilisation d'une matrice ouvrante ou non ouvrante ne dépend que de la forme que   l'on    désire donner au récipient fini.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation de thermoformage pour la fabrication de corps creux, en particulier de récipients, en partant d'une feuille en matière plastique, comportant au moins un poinçon et une matrice destinés à coopérer l'un avec l'autre sous l'action d'un dispositif d'ac tionnement pour d'abord emboutir la feuille, au moins un dispositif d'injection d'un fluide gazeux permettant de plaquer la matière plastique, déformée à l'aide du poinçon, contre les parois de la matrice pour conférer au récipient sa forme définitive, caractérisée par le fait que la matrice comporte un dispositif de façonnage du fond du récipient permettant de refouler la matière plastique formant le fond du récipient de manière à former un récipient présentant un faux fond.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation selon la revendication, caractérisée par le fait que le dispositif de façonnage comporte un piston déplaçable axialement à l'intérieur de la matrice ainsi qu'un dispositif pneumatique pour l'ac tionnement de ce piston.

   2. Installation selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisée par le fait que ce piston comporte une tige coulissant axialement sans jeu dans une pièce fixe solidaire d'un bloc porte-moule femelle et une jupe coulissant librement dans une gorge annulaire pratiquée dans une pièce mobile solidaire de la matrice.

   3. Installation selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisée par le fait que le diamètre extérieur du piston est plus faible que le diamètre du fond du récipient d'une valeur égale à quelques multiples de l'épaisseur de la matière plastique formant les parois du récipient.

   4. Installation selon la revendication et les sousrevendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la tige du piston renferme un dispositif d'éjection du récipient formé hors de la matrice.

   5. Installation selon la revendication et la sousrevendication 4, caractérisée par le fait que ce dispositif d'éjection est commandé pneumatiquement à l'aide du dispositif d'actionnement du piston en fonction de la position axiale dudit piston.

   6. Installation selon la revendication et la sousrevendication 5, caractérisée par le fait que la tige du piston coulissant axialement dans l'alésage de la pièce fixe constitue un distributeur commandant la mise sous pression d'un vérin pneumatique actionnant l'éjecteur.

   7. Installation selon la revendication et la sousrevendication 6, caractérisée par le fait que ledit vérin actionnant l'éjecteur est mis sous pression seulement lorsque le piston est en position avancée et que la matrice est en position ouverte.

   8. Installation selon la revendication, caractérisée par le fait que le poinçon comporte une tête télescopique.

   9. Installation selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisée par le fait que cette tête télescopique est déplaçable axialement à l'aide d'un dispositif de commande pneumatique.

   10. Installation selon la revendication et la sousrevendication 8, caractérisée par le fait que cette tête télescopique est maintenue dans sa position avancée à l'aide d'une action élastique de rappel.

   11. Installation selon la revendication et la sousrevendication 10, caractérisée par le fait que cette action élastique est constituée par un ressort tendant à maintenir en position avancée la tête du poinçon télescopique.

   12. Installation selon la revendication comportant un second dispositif d'injection de fluide gazeux par le fond de la matrice caractérisée par le fait que le dispositif de façonnage comporte un passage reliant, par l'intermédiaire d'une vanne, un réservoir de fluide sous pression à la cavité de la matrice.

   13. Installation selon la revendication et les sousrevendications 1, 2 et 12, caractérisée par le fait que ce passage comporte un perçage pratiqué dans la pièce fixe communiquant avec la gorge annulaire de la pièce mobile par un perçage lorsque cette pièce mobile est en position reculée, cette gorge communiquant elle-même avec la cavité de la matrice par le jeu existant entre la jupe du piston et la paroi externe de ladite gorge.

   14. Installation selon la revendication et les sousrevendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la matrice est ouvrante ce qui permet de réaliser des récipients tronconiques à l'envers ou présentant des contre-dépouilles.