CH637568A5 - Appareil pour la fabrication d'une bouteille par soufflage. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un appareil pour fabriquer une bouteille en matériau plastique orienté biaxialement tel que du téré-phtalate de polyéthylène, dans une machine de moulage par soufflage.
Lorsque le téréphtalate de polyéthylène est orienté biaxialement pour fabriquer une bouteille, il est maintenu à une température appropriée pour orienter le matériau immédiatement avant le moulage par soufflage du matériau. A cet effet, la demande de brevet japonais N° 159155/77, correspondant à la demande de brevet américain N° 974439 déposée le 26 décembre 1978, propose un matériel pour produire des récipients en plastique orienté biaxialement qui comprend un appareil ayant un support de col pour tenir le col d'une ébauche en plastique moulé par injection en forme cylindrique à extrémité fermée et positionnée de manière renversée, un mandrin formé sous le support de col, et une tige pour l'orientation longitudinale montée à l'intérieur du mandrin de manière à être déplacée librement vers le haut et vers le bas et ayant un passage d'air de moulage par soufflage, où l'appareil avec l'ébauche est attaché à un support métallique qui est déplacé dans une chambre de chauffage immédiatement devant une machine de moulage par soufflage où elle est chauffée uniformément au moyen de rayons infrarouges.
Cependant, lorsque l'ébauche est orientée biaxialement pour former une grande bouteille, elle doit être assez grande et épaisse pour former cette grande bouteille. Au fur et à mesure qu'on augmente la grandeur et l'épaisseur de l'ébauche, il devient difficile de chauffer uniformément l'ébauche, en particulier dans le sens de l'épaisseur, seulement par le chauffage infrarouge. Lorsque l'ébauche est chauffée brusquement, elle a tendance à se déformer en parties à épaisseur irrégulière, ou à garder son rétrécissement, provoquant une mauvaise bouteille. Pour éviter ces inconvénients, il est nécessaire de chauffer graduellement l'ébauche avec une distribution suffisamment uniforme de la température.
Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients.
Par conséquent, l'appareil selon l'invention est défini par la revendication 1.
Les caractéristiques de l'invention seront plus faciles à comprendre en lisant la description donnée à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé.
La flg. 1 est une vue de face partiellement en coupe de l'appareil portant l'ébauche cylindrique;
la fig. 2 est une vue de face partiellement en coupe de l'ébauche; la fig. 3 est une vue en plan d'une machine de moulage par soufflage utilisant l'appareil de la présente invention, et la fig. 4 est une section longitudinale d'un appareil de chauffage, prise suivant les lignes IV-IV de la fig. 3.
En référence aux dessins, en particulier à la fig. 1, une ébauche 25 à former en une bouteille est attachée à un appareil 10. L'ébauche 25 utilise des matériaux plastiques, par exemple du téréphtalate de polyéthylène qui possède, grâce à un procédé de moulage à soufflage d'orientation biaxiale, une grande capacité de cristallisation et des parois fines transparentes et résistant aux chocs. Le matériau plastique est moulé par injection pour donner la forme cylindrique à extrémité fermée de l'ébauche 25. L'ébauche 25 est préformée avec un col 26 ayant une couverture et également une bride circulaire 27 comme on peut le voir plus clairement dans la fig. 2.
Comme cela est illustré dans la fig. 1, l'appareil 10 comprend un mandrin cylindrique 11, une bride 12 formée intégralement dans la partie supérieure du mandrin 11, un support de col 13 pour supporter le col 26 de l'ébauche 25, un guide de noyau 14 fait avec une résine synthétique réfractaire telle que de la résine au fluor disposée dans le support de col 13, et une tige 15 mobile vers le haut et vers le bas.
Le support de col 13 supporte l'extérieur du col 26 de l'ébauche 25 et est disposé au-dessus d'une plaque d'isolation thermique 19 montée sur le haut de la bride 12 du mandrin 11. A l'extrémité supérieure de la tige 15 se trouve un dessus de noyau 17 ou partie supérieure de noyau, fait avec un matériau d'isolation thermique (par exemple une résine fluorée) ayant une forme conique inversée, ou une forme sphérique, pour arrêter la conduction de chaleur allant vers et venant de l'ébauche 25, et pour l'empêcher de coller sur la tige 15 lorsqu'elle est soumise à l'orientation longitudinale due à l'élongation de la tige 15.
La tige 15 est faite en un alliage de fer tel qu'il peut être chauffé à une température de 200 à 300° C pendant un temps court, tel que 1 à 2 s, par un dispositif de chauffage à induction de haute fréquence 36 dans ou immédiatement avant un élément de chauffage, comme cela sera décrit ci-après de manière plus détaillée, et cette tige est revêtue d'une couche d'isolation thermique 18 faite, par exemple, en céramique de zirconium chauffé par des rayons de chaleur de longueurs d'onde spéciales autour de la périphérie de portion de petit diamètre 16 au niveau de la partie saillante du guide de noyau 14. Cette couche d'isolation thermique 18 est faite en céramique fibreuse qui évite les risques de brisure lors de chocs ou d'impacts mécaniques. La tige 15 est également pourvue à son extrémité inférieure d'un porte-ajutage 20 en forme de piston qui est ajusté dans le mandrin cylindrique ll.A l'intérieur de la partie inférieure de la tige 15, un orifice avec une section en forme de T est alésé, et deux passages d'air 23 en forme de rainures s'étendent dans la surface extérieure de l'arbre vers le haut à partir des ouvertures opposées 22 de l'orifice en forme de T 21. Le mandrin 11 est pourvu, à son extrémité inférieure, d'orifices 24 de manière qu'une tige cylindrique (non illustrée) fasse saillie vers le haut dans le mandrin 11 lorsque l'ébauche 25 est longi-tudinalement orientée dans le moule de moulage par soufflage.
La fig. 3 illustre schématiquement la machine à mouler par soufflage d'orientation. Sur la figure, 30 désigne une machine à mouler par soufflage rotative entièrement automatique comportant une pluralité de moules attachés sur une table tournante, 31 désigne un déchargeur pour décharger une bouteille moulée par soufflage par la machine, 32 désigne une unité de chauffage, 34 désigne un chargeur pour charger l'appareil du moule ainsi complété vers une unité de transfert, 35 désigne une unité d'alimentation pour fournir l'ébauche à l'appareil, 36 désigne un élément de chauffage à induction par haute fréquence pour chauffer la partie de petit diamètre 16 d'une
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tige 15 de l'ébauche 25, et 37 désigne un chargeur pour amener vers le moule l'ébauche 25 ainsi traitée thermiquement et portée par l'appareil 10.
Comme cela est illustré dans la fig. 4, l'unité de chauffage 32 comprend un disque rotatif 38 sur lequel une pluralité de supports 5 métalliques 39 sont attachés le long de son bord périphérique, et un couvercle 40 est placé par-dessus. L'unité de chauffage 32 est divisée en une pluralité de zones de chauffage disposées le long du chemin de transfert des supports 39 recouverts par le couvercle 40 et qui peuvent être commandées individuellement. Dans chaque zone de io chauffage, plusieurs éléments de chauffage en barres comprenant des tubes de chauffage à rayons infrarouges 41 sont prévus horizontalement sur le côté intérieur du chemin de transfert des supports 39.
Sur le côté extérieur du chemin de transfert, une pluralité de tubes de chauffage à rayons infrarouges 42 sont prévus verticalement à in- 15 tervalles appropriés. Une unité de réglage de la chaleur 43 est prévue sur le côté supérieur du couvercle 40 de chaque zone de chauffage. L'arbre 45 de chaque clapet 44 est associé à un dispositif d'entraînement 46. La température de chaque zone de chauffage de l'unité de chauffage est détectée par un thermostat 47 qui est connecté électri- 20 quement à une unité de commande 48. L'unité de commande 48 produit une instruction grâce à laquelle le dispositif d'entraînement 46 ouvre ou ferme chaque clapet 44 selon la température détectée, de manière à commander la température de la zone de chauffage par rapport à une température préétablie. Les supports 39 sont mainte- 25 nus dans la partie périphérique du disque 38. Un pignon 49 prévu à l'extrémité inférieure de l'appareil 10 est engagé avec un engrenage 50. Ainsi, lorsque le disque 38 tourne, l'engrenage 50 est mis en rotation autour du pignon 49 et autour de son propre axe.
Dans le dispositif ainsi construit, l'appareil 10, après chargement 30 de la bouteille moulée par soufflage, est transféré par le chargeur 34 à l'unité d'alimentation d'appareil 33 (fig. 4) et est attaché au support 39. Ainsi, l'ébauche 25 moulée par injection est attachée par le chargeur 35 à l'appareil 10 avec le col en position renversée,
comme cela est illustré dans la fig. 1. L'ébauche 25 est introduite par 35 son col 26, par gravité, entre le support de col 13 de l'appareil 10 et le guide de noyau 14. Cependant, lorsque cela est insuffisant, des moyens d'enfoncement (non illustrés) sont prévus immédiatement après l'unité de transfert pour pousser légèrement l'ébauche 25 vers le bas, pour s'assurer que son col 26 est mis en place sur l'appareil 40 10. Le support métallique 39 est mis en rotation par l'unité d'alimentation d'appareil 33 autour de l'unité de chauffage et de son propre axe. Lorsque le support 39 se déplace dans l'unité de chauffage 32, l'ébauche 25 supportée par l'appareil 10 est chauffée intérieurement par la chaleur provenant de la tige 16, due au chauffage par indue- 45 tion à haute fréquence, et par la chaleur de la couche 18, due à l'irradiation du tube de chauffage à rayons infrarouges, et elle est également chauffée extérieurement par la chaleur des tubes de chauffage à rayons infrarouges 41, 42. L'unité de chauffage par induction à haute fréquence 36 disposée immédiatement après l'unité d'alimen- so tation 35, comme cela est illustré dans la fig. 3, chauffe par induction la partie de petit diamètre 16 de la tige 15. La tige 15 est chauffée,
par exemple, à 300° C environ pendant 2 s par le chauffage d'induction de 1,5 à 2,5 MHz, maintenue à la même température pendant 30 min, ramenée à 100°C après 50 min, puis ramenée à température ambiante après 30 min par alliage Fe-W-Mo-Ni ou Fe-Cu-Ni-Cr-Mo.
Lorsque la tige 15 est ainsi chauffée, la couche d'isolation thermique en céramique de zirconium 18 est maintenue entre 100 et 200° C par irradiation des rayons infrarouges dans l'unité de chauffage 32.
D'autre part, l'ébauche 25 est chauffée extérieurement par les tubes de chauffage intérieur et extérieur 41 et 42 dans chaque zone de chauffage de l'unité de chauffage 32. Par exemple, la première zone est chauffée entre 140 et 160°C, la seconde zone entre 160 et 180°C, la troisième zone entre 180 et 220° C et la quatrième zone entre 160 et 200° C. La température dans chaque zone est détectée par le thermostat 47 pour permettre à l'unité de commande 48 et au dispositif d'entraînement 46 de commander la température par ouverture ou fermeture des clapets 44.
Après être entrée dans l'unité de chauffage 32, l'ébauche 25 ainsi chauffée uniformément intérieurement et extérieurement avance vers la sortie de l'unité de chauffage 32, tout en étant tournée par la rotation du support 39, et elle est logée dans le moule (non illustré) de la machine à mouler par soufflage 30 par le chargeur 37. La tige 15 avance vers le haut pour orienter longitudinalement l'ébauche 25, et de l'air comprimé est alors envoyé au travers des passages d'air 21, 22, 23, de manière à orienter latéralement l'ébauche 25 pour la mouler par soufflage en une bouteille. Ensuite, le moule est ouvert, la bouteille ainsi moulée par soufflage est déchargée par le déchargeur 31 et elle est amenée avec l'appareil 10 vers le chargeur 34 de manière à poursuivre l'opération.
Il faut noter que le matériau d'isolation thermique en céramique de zirconium 18 revêtant la tige 15 absorbe spécialement la chaleur produite par le rayonnement de chaleur transmis par des rayons de longueurs d'onde spéciales, tels que des rayons infrarouges, de sorte que le revêtement de la tige 15 chauffe intérieurement l'ébauche 25 en même temps que celle-ci est chauffée depuis l'extérieur par ce rayonnement infrarouge, ce qui permet d'obtenir une température optimale de l'ébauche pour le moulage par soufflage.
Il est à noter que, puisque l'unité de chauffage par induction à haute fréquence est prévue à l'entrée de l'unité de chauffage de la machine à mouler par soufflage, la tige 15 peut être chauffée par induction pendant un temps court, pour permettre au matériau d'isolation thermique d'absorber la chaleur de manière à maintenir l'ébauche à température élevée et à la chauffer intérieurement de manière idéale. Il est également à noter que, puisque l'appareil utilise le support de col, le mandrin et le guide de noyau ou autre pour maintenir l'ébauche et son col en position inversée, il peut effectuer sans irrégularité l'attache de l'ébauche au support métallique, amener la pièce de l'unité de chauffage au moule de moulage par soufflage, orienter biaxialement l'ébauche dans le moule et détacher l'ébauche du moule pour ainsi fabriquer la bouteille avec une précision de moulage supérieure.
1 feuille dessins
Claims (5)
1. Appareil pour la fabrication d'une bouteille en résine synthétique à orientation biaxiale dans une machine de moulage par soufflage à orientation, appareil comprenant un support de col pour tenir une ébauche moulée par injection avec son col positionné vers le bas, un mandrin disposé sous le support de col, et une tige mobile verticalement dans le mandrin et ayant un passage d'air de moulage par soufflage pour l'orientation longitudinale de la pièce, caractérisé en ce qu'une couche d'isolation thermique revêt la périphérie de la tige pour chauffer intérieurement l'ébauche par rayons infrarouges.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un guide de noyau fait avec une résine synthétique réfractaire disposée dans le support de col.
2
REVENDICATIONS
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support de col est disposé au-dessus d'une plaque d'isolation thermique montée sur le mandrin, et en ce qu'une partie supérieure de la tige est faite en un matériau à isolation thermique ayant une forme conique inversée ou une forme sphérique pour arrêter la conduction de chaleur allant vers et provenant de l'ébauche et pour empêcher l'ébauche de coller sur la tige lorsqu'elle est soumise à l'orientation longitudinale.
4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige est faite en un alliage de fer chauffé par un appareil de chauffage à induction à haute fréquence.
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'isolation thermique est faite en céramique de zirconium.
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