L'invention a trait à la fabrication des récipients par soufflage ou étirage soufflage à partir d'ébauches (préformes brutes d'injection ou récipients intermédiaires) en matière plastique (tel que polytéréphtalate d'éthylène ou PET).

La fabrication (à cadence industrielle) des récipients par soufflage ou étirage soufflage se déroule ordinairement dans une machine équipée d'une pluralité de postes de formage comprenant chacun un moule muni d'une paroi à l'empreinte du modèle de récipient à former et dans lequel une ébauche préalablement chauffée est introduite, et une unité d'injection par laquelle un fluide sous pression (généralement un gaz, le plus souvent de l'air) est introduit dans l'ébauche pour plaquer celle-ci contre la paroi du moule et ainsi lui conférer la forme du récipient.

Une unité d'injection est notamment connue du document FR 2918 916 (Sidel Participations - voir également son équivalent américain US 8 192656).

Une unité d'injection comprend en général :

- un bloc d'injection définissant un conduit fluidique et pourvu d'au moins un orifice d'alimentation en fluide, en communication avec le conduit fluidique ;

un équipage mobile muni d'une tuyère-cloche en communication fluidique avec le conduit, l'équipage mobile étant monté coulissant, par rapport au bloc d'injection, entre une position basse dans laquelle la tuyère-cloche est appliquée de manière étanche contre le moule pour assurer l'étanchéité fluidique entre le conduit fluidique et le moule, et une position de sécurité dans laquelle la tuyère-cloche est écartée du moule pour permettre l'évacuation d'un récipient du moule et l'introduction d'une ébauche dans le moule.

Le déplacement de l'équipage mobile est d'ordinaire réalisé par un système de commande mécanique. On peut ainsi disposer, sur le trajet des postes de formage, un chemin de came qui fait le tour de la machine et sur lequel circule un suiveur de came solidaire de l'équipage mobile pour déplacer celui-ci vers l'une ou l'autre de ses positions. Mais un tel chemin de came est encombrant. Il impose une adaptation des postes de formage pour éviter tout choc des pièces mobiles contre le chemin de came.

Lorsque le formage des récipients comprend une phase d'étirage réalisée au moyen d'une tige coulissante, l'équipage mobile peut être accouplé à celle-ci pour être entraîné par elle sur au moins une partie de sa course.

Mais toute défaillance dans l'accouplement de l'équipage mobile à la tige d'étirage a pour conséquence de laisser tomber l'équipage mobile dans sa position basse, ce qui empêche l'introduction des préformes et l'évacuation des récipients et nécessite un arrêt d'urgence de la machine. Compte tenu de son inertie, celle-ci ne s'arrête pas immédiatement, et il est difficile d'éviter la casse des éléments de préhension des ébauches (en entrée) et des récipients (en sortie), qui viennent buter contre la tuyère-cloche demeurée en position basse.

Un premier objectif est par conséquent de proposer une solution permettant de fiabiliser l'unité d'injection.

Un deuxième objectif est de proposer une solution permettant de limiter le risque de casse au niveau de la tuyère-cloche lorsqu'une défaillance est à déplorer dans le système de commande du déplacement de l'équipage mobile.

A cet effet, il est proposé, en premier lieu, une unité d'injection pour une machine de fabrication de récipients par soufflage ou étirage soufflage, dans un moule à l'empreinte des récipients, à partir d'ébauches en matière plastique, cette unité d'injection comprenant : un bloc d'injection définissant un conduit fluidique et pourvu d'au moins un orifice d'alimentation en fluide, en communication avec le conduit fluidique ;

un équipage mobile muni d'une tuyère-cloche en communication fluidique avec le conduit, l'équipage mobile étant monté coulissant, par rapport au bloc d'injection, entre une position basse dans laquelle la tuyère-cloche est appliquée de manière étanche contre le moule pour assurer l'étanchéité fluidique entre le conduit fluidique et le moule, et une position de sécurité dans laquelle la tuyère-cloche est écartée du moule pour permettre l'évacuation d'un récipient du moule et l'introduction d'une ébauche dans le moule ; un système de fixation magnétique de l'équipage mobile au bloc d'injection, propre à retenir l'équipage mobile en position de sécurité, sous le poids de celui-ci, ce système de fixation magnétique comprenant une butée montée sur le bloc d'injection, et un doigt solidaire de l'équipage mobile et qui, en position de sécurité, vient au contact de la butée;

l'unité d'injection étant caractérisée en ce que l'équipage mobile comprend un suiveur de came propre à coopérer avec un chemin de came fixe.

De la sorte, l'équipage mobile peut être retenu en position de sécurité même en cas de défaillance mécanique du système de commande du déplacement de l'équipage mobile (généralement de manière solidaire d'une tige d'étirage des ébauches). Il est donc possible, dans une phase de transition temporaire, d'assurer l'introduction des ébauches et l'évacuation des récipients sans risque de casse matérielle.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :

la butée intègre un aimant ;

- le doigt est réalisé dans un matériau ferromagnétique ;

la butée est montée coulissante par rapport au bloc d'injection, à partir d'une position de fin de course basse qui, lorsque le doigt est au contact de la butée, correspond à la position de sécurité de l'équipage mobile ;

- le bloc d'injection est pourvu d'un alésage, et l'équipage mobile comprend une tige solidaire de la tuyère-cloche et montée de manière coulissante dans l'alésage pour assurer, conjointement avec la tuyère-cloche, le guidage en translation de l'équipage mobile par rapport au bloc d'injection ;

- le doigt est fixé à une extrémité inférieure de la tige.

Il est proposé, en deuxième lieu, un poste de formage de récipients à partir d'ébauches en matière plastique, qui comprend un moule à l'empreinte des récipients et une unité d'injection telle que décrite ci-dessus, surplombant le moule. Il est proposé, en troisième lieu, une machine de fabrication de récipients à partir d'ébauches en matière plastique, équipée d'une pluralité de postes de formage tels qu'évoqués ci-dessus.

D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue en perspective d'un poste de formage de récipients, incluant une unité d'injection montrée dans une position basse de son équipage mobile, avec, en médaillon, un détail à échelle agrandie centré sur le système de fixation magnétique ; la figure 2 est une vue en coupe du poste de formage de la figure

1, suivant le plan de coupe ll-ll ;

la figure 3 est une vue d'un détail, à échelle agrandie, du poste de formage de la figure 2, suivant l'encart III ;

- la figure 4 est une vue similaire à la figure 1, montrant l'unité de formage dans une position haute de l'équipage mobile, avec, en médaillon, un détail à échelle agrandie centré sur le système de fixation magnétique ;

la figure 5 est une vue en coupe du poste de formage de la figure 4, suivant le plan de coupe V-V ;

la figure 6 est une vue similaire aux figures 1 et 4, montrant l'unité de formage dans une position de sécurité de l'équipage mobile, avec, en médaillon, un détail à échelle agrandie centrée sur le système de fixation magnétique ;

- la figure 7 est une vue en coupe du poste de formage de la figure 5, suivant le plan de coupe 11 - 11.

Sur la figure 1 est représenté un poste 1 de formage de récipients 2 par soufflage ou étirage soufflage à partir d'ébauches 3 en matière plastique tel que PET (polytéréphtalate d'éthylène).

Dans ce qui suit, on suppose que les ébauches 3 sont des préformes brutes d'injection, mais il pourrait également s'agir de récipients intermédiaires obtenu à partir de préformes ayant subi une ou plusieurs opérations de soufflage ou d'étirage soufflage et destinés à subir une ou plusieurs opérations supplémentaires de soufflage ou d'étirage soufflage. Chaque préforme 3 comprend un corps 4 sensiblement cylindrique, un col 5 qui s'étend dans le prolongement du corps 4 à partir d'une extrémité supérieure de celui-ci, dont le col 5 est séparé par une collerette 6, et un fond 7 hémisphérique qui s'étend dans le prolongement du corps 4 à partir d'une extrémité inférieure, à l'opposé du col 5.

Le poste 1 de formage est destiné à équiper, avec une pluralité de postes 1 de formage identiques, une machine de fabrication de récipients à cadence élevée (plusieurs dizaines de milliers de récipients par heure). Une telle machine comprend généralement un carrousel tournant à une périphérie duquel sont montés les postes 1 de formage.

Le poste 1 de formage comprend un moule 8 muni d'une paroi 9 définissant une cavité 10 à l'empreinte d'un modèle de récipient à former, de forme globalement cylindrique de révolution autour d'un axe X principal vertical. Dans l'exemple illustré, le moule 8 est du type portefeuille et comprend deux demi-moules 11, 12 définissant chacun une demi-empreinte du récipient à former et montés articulés l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte dans laquelle une préforme 3 peut être introduite latéralement dans le moule 8 au moyen d'un dispositif de préhension (tel qu'une pince en forme de fourchette), et dans laquelle un récipient 2 formé peut être évacué latéralement au moyen d'un dispositif de préhension similaire, et une position fermée dans laquelle la préforme 3 est maintenue dans le moule 8 pour y être transformée en récipient par soufflage ou étirage soufflage.

Le poste 1 de formage comprend également une unité 13 d'injection surplombant le moule 8 et qui a pour fonction d'introduire, dans la préforme 3 préalablement chauffée et suspendue dans le moule 8 par sa collerette 6, un fluide sous pression - notamment un gaz tel que de l'air - pour plaquer la matière contre la paroi 9 du moule 8 et lui conférer ainsi l'empreinte du récipient 2.

L'unité 13 d'injection comprend, en premier lieu, un bloc 14 d'injection, fixé sur le carrousel à l'aplomb du moule 8 et définissant un conduit 15 fluidique colinéaire à l'axe X principal. Le conduit 15 fluidique a pour fonction de canaliser le fluide injecté dans la préforme 3 pour former le récipient 2, et pour permettre le libre coulissement d'une tige 16 d'étirage (partiellement représentée sur la figure 3). Selon un mode de réalisation illustré sur les dessins, le bloc 14 d'injection comprend un boîtier 17 réalisé dans un matériau rigide (notamment dans un métal ou dans un plastique à hautes performances). Ce boîtier 17 est pourvu d'au moins un orifice 18 d'alimentation relié, par un conduit non représenté, à une (ou plusieurs) source(s) de fluide sous pression et débouchant dans le conduit 15 fluidique pour y injecter le fluide en provenance de la (ou des) source(s). Selon un mode particulier de réalisation, l'orifice 18 peut être placé en communication fluidique alternativement, d'une part, via une électrovanne, avec une source de fluide à une pression de présoufflage (par ex. comprise entre 5 bars et 15 bars) et, d'autre part, via une autre électrovanne, avec une source de fluide à une pression de soufflage (par ex. comprise entre 20 bars et 40 bars) supérieure à la pression de présoufflage.

Comme on le voit bien sur les figures 2 et 3, le bloc 14 d'injection comprend un embout 19 de raccordement dans lequel se prolonge le conduit 15 fluidique, et une tubulure 20 creuse fixée de manière étanche - par exemple par vissage - sur l'embout 19 de raccordement.

Le bloc 14 d'injection comprend en outre une fusée 21 fixée sur le boîtier 17, cette fusée 21 étant pourvue d'un alésage 22 décalé de l'axe X principal mais parallèle à celui-ci. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, et plus particulièrement visible sur la figure 2, la fixation de la fusée 21 sur le boîtier est réalisée au moyen de vis 23.

L'unité 13 d'injection comprend, en deuxième lieu, un équipage 24 mobile muni d'une tuyère-cloche 25 creuse en communication fluidique avec le conduit 15. Dans l'exemple illustré, la tuyère-cloche 25 est montée en translation sur la tubulure 20. Pour faciliter le guidage de la tuyère-cloche 25 par rapport à la tubulure 20, une bague 26 d'usure réalisée dans un matériau à faible coefficient de friction (par ex. en laiton ou en PTFE) est interposée entre la tuyère-cloche 25 et la tubulure 20.

Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, et plus particulièrement visible sur la figure 3, la tuyère-cloche 25 est réalisée en deux parties assemblées, à savoir une partie 27 supérieure et une partie 28 inférieure munies de collerettes 29 par lesquelles les parties 27, 28 sont fixées mutuellement, par exemple par vissage. La partie 28 inférieure porte, à une extrémité inférieure, un joint 30 d'étanchéité plat fermement maintenu au moyen d'une douille 31 et d'une entretoise 32 superposées.

L'étanchéité entre la tuyère-cloche 25 et la tubulure 20 est assurée au moyen d'un joint 33 d'étanchéité dynamique, typiquement un joint à lèvre interposé entre une extrémité de la tubulure 20 et l'entretoise 32.

L'équipage 24 mobile est pourvu d'une monture 34 définissant un collier 35 entourant la tubulure 20 et sur lequel est fixée la tuyère- cloche 25 par sa partie 27 supérieure, par exemple au moyen de vis 36. Comme on le voit sur les figures, et plus précisément sur la figure 3, la monture 34 comporte un œilleton 37 qui fait saillie, latéralement, du collier 35.

L'équipage 24 mobile est en outre pourvu d'une tige 38 de guidage solidaire de la monture 34. Plus précisément, la tige 38 de guidage présente une extrémité 39 inférieure de diamètre réduit, emmanchée dans l'œilleton 37 et fixée à la monture 34 par l'intermédiaire d'une vis 40.

Comme on le voit bien sur les figures 2 et 5, la tige 38 de guidage est montée coulissante par rapport à la fusée 21 en étant emmanchée dans l'alésage 22 avec interposition d'une douille 41 à billes destinée à faciliter le coulissement de la tige 38 dans la fusée 21.

De la sorte, l'équipage 24 mobile est monté coulissant, par rapport au bloc 14 d'injection, entre :

une position basse (figures 1, 2, 3) dans laquelle la tuyère-cloche

25 est appliquée de manière étanche par son joint 30 contre le moule 8 pour assurer l'étanchéité fluidique entre le conduit 15 fluidique et le moule 8 et ainsi permettre l'injection du fluide dans la préforme 3, et

une position haute (figures 4, 5) dans laquelle la tuyère-cloche 25 est écartée du moule 8 pour permettre l'évacuation d'un récipient 2 du moule et l'introduction dans celui-ci d'une nouvelle préforme 3.

Le guidage en translation de l'équipage 24 mobile est assuré conjointement par la tuyère-cloche 25 sur la tubulure 20 (via la bague 26 d'usure) et par la tige 38 dans l'alésage 22 (via la douille 41 à billes).

Comme on le voit sur la figure 2, la douille 41 à billes est maintenue dans l'alésage 22 au moyen d'une bride 42 fixée à une extrémité supérieure de la fusée, par exemple par des vis 43. Comme on le voit encore sur la figure 2, une rondelle 44 est fixée, au moyen d'une vis 45, à une extrémité supérieure de la tige 38 de guidage. En position basse de la tuyère-cloche 25, la rondelle 44 est appliquée contre la bride 42 qui forme ainsi une butée de fin de course pour l'équipage 24 mobile.

L'unité 13 d'injection comprend, en troisième lieu, un système 46 de fixation magnétique de l'équipage 24 mobile au bloc 14 d'injection, propre à retenir l'équipage 24 mobile, sous le poids de celui-ci, dans une position de sécurité (figures 6, 7) intermédiaire entre la position basse et la position haute et dans laquelle la tuyère-cloche 25 est suffisamment écartée du moule 8 pour permettre l'évacuation d'un récipient 2 du moule et l'introduction, dans celui-ci, d'une préforme 3.

Le système 46 de fixation magnétique a pour fonction d'assurer le maintien de la tuyère-cloche 25 à distance du moule 8 dans une situation d'urgence où la commande normale de déplacement de l'équipage 24 mobile est défaillante (par ex. lorsque l'équipage 24 mobile est désaccouplé de la tige 16 d'étirage), afin d'assurer l'introduction des préformes 3 et l'évacuation des récipients 2 en limitant (voire en annulant) le risque de casse matérielle des éléments de préhension des préformes 3 et des récipients 2 lors de chocs contre la tuyère-cloche 25 qui serait sinon accidentellement demeurée en position basse pendant l'ouverture du moule 8.

Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, le système 46 de fixation magnétique comprend une butée 47 montée sur le bloc 14 d'injection, et un doigt 48 solidaire de l'équipage 24 mobile et qui, en position de sécurité, vient au contact de la butée 47 contre laquelle il est maintenu par effet magnétique, soutenant le poids de l'ensemble de l'équipage 24 mobile. Le doigt 48 peut être fixé à l'extrémité 39 inférieure de la tige 38 de guidage, par exemple au moyen de la vis 40 qui assure par ailleurs la fixation de la tige 38 sur la monture 34.

Dans l'exemple illustré sur les figures, la butée 47 intègre un aimant 49, de préférence réalisé dans un alliage de terre rare tel que néodyme-fer-bore, qui présente l'avantage de produire un champ magnétique puissant tout en offrant des dimensions réduites. En l'espèce, un aimant 49 cylindrique d'un diamètre de l'ordre de 10 mm à 15 mm et d'une épaisseur de 15 mm à 25 mm suffit à retenir en position de verrouillage l'équipage 24 mobile, dont le poids est compris entre 40 N environ et 50 N environ.

Quant au doigt 48, il est réalisé dans un matériau ferromagnétique, par ex. en fer doux ou en acier doux.

On peut inverser la configuration, en réalisant la butée 47 dans un matériau ferromagnétique (tel que fer doux ou acier doux) et en munissant le doigt 48 d'un aimant, notamment un aimant en alliage de terre rare tel que néodyme-fer-bore.

Dans le cas d'une défaillance du système de commande de la position de l'équipage 24 mobile, un système mécanique est avantageusement prévu pour assurer le relais et déplacer, à l'arrivée du poste 1 de formage au point de chargement des préformes 3 et/ou de déchargement des récipients 2, l'équipage 24 mobile de sa position basse vers sa position de sécurité.

Selon un mode préféré de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, ce système mécanique est du type à came. Ainsi, la machine comprend un chemin 50 de came fixe (par rapport au poste 1 de formage), disposé localement (et non sur tout le trajet des postes 1 de formage) légèrement en amont du point de chargement / déchargement. L'équipage 24 mobile est quant à lui pourvu d'un suiveur 51 de came propre à coopérer avec le chemin 50 de came à l'arrivée du poste 1 de formage au niveau de celui-ci. Dans l'exemple illustré sur les figures, le suiveur 51 de came est monté sur le doigt 48 et s'étend en saillie par rapport à celui-ci. Le suiveur 51 de came se présente par exemple sous forme d'un galet monté en rotation sur un goujon 52 vissé latéralement dans le doigt 48.

Lorsque le poste 1 de formage parvient au point de chargement / déchargement, et en cas de défaillance du système de commande du déplacement de l'équipage 24 mobile, le suiveur 51 de came vient au contact du chemin 50 de came dont il suit le profil au fur et à mesure de l'avancée du poste 1 de formage. Lorsque le suiveur 51 de came parvient au sommet du chemin 50 de came, le doigt 48 parvient au contact de la butée 47 à laquelle il demeure accolé par effet magnétique alors même que le suiveur 51 de came quitte le chemin 50 de came.

L'équipage 24 mobile étant ainsi placé et maintenu par effet magnétique dans sa position de sécurité, le déchargement des récipients 2 formés et le chargement des préformes 3 peut être effectué en toute sécurité et sans casse, le temps que la machine soit arrêtée en urgence pour permettre une intervention destinée à restaurer le fonctionnement normal du système de commande de déplacement de l'équipage 24 mobile (par ex. un accouplement débrayable à la tige 16 d'étirage).

Le système 46 de fixation magnétique étant destiné à assurer une fonction de secours, il ne doit pas nuire au fonctionnement normal de l'unité 13 d'injection. La position de sécurité de l'équipage 24 mobile étant intermédiaire entre sa position basse et sa position haute, l'équipage 24 mobile doit pouvoir atteindre la position haute sans que la butée 47 ne forme un obstacle.

A cet effet, la butée 47 est avantageusement montée coulissante par rapport au bloc 14 d'injection, à partir d'une position de fin de course basse (illustrée sur les figures 6 et 7) qui, lorsque le doigt 48 est au contact de la butée 47, correspond à la position de sécurité de l'équipage 24 mobile. La butée 47 accompagne en revanche l'équipage 24 mobile lorsqu'il est déplacé au-delà de sa position de sécurité vers sa position haute.

Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, la butée 47 se présente sous forme d'un coulisseau monté sur un ou plusieurs guides 53 (au nombre de deux dans l'exemple illustré) sous forme de tige(s), solidaire(s) du bloc 14 d'injection. Le ou chaque guide 53 est pourvu, à une extrémité inférieure, d'une tête 54 contre laquelle la butée 47 vient s'appliquer en position de fin de course, définissant ainsi la position de sécurité de l'équipage 24 mobile. On peut éventuellement régler verticalement la position de sécurité de l'équipage 24 mobile en réglant la position verticale du (des) guide(s) 53 par rapport au bloc 14 d'injection, ce qui règle la position de fin de course de la butée 47. Selon un mode de réalisation, le (ou chaque) guide 53 présente une extrémité supérieure filetée par laquelle le guide 53 est vissé dans le bloc 14 d'injection, tandis que la tête 54 est munie d'une empreinte (par ex. cruciforme ou à six pans creux) permettant de visser ou dévisser le guide 53 pour régler sa position verticale.

Comme illustré sur la figure 3, l'unité 13 d'injection peut en outre être équipée d'un système 55 de stabilisation des préformes 3, qui comporte un embout 56 monté en translation le long de l'axe X principal dans la tubulure 20 et apte à venir s'appuyer contre le col 5 de chaque préforme 3 en position basse de l'équipage 24 mobile. Dans l'exemple illustré, l'embout 56 est emmanché sur un guide 57 cylindrique monté coulissant dans la tubulure 20 dans le prolongement du conduit 15 fluidique. L'embout 56 et le guide 57 sont creux pour permettre la canalisation du fluide injecté dans la préforme 3 depuis le conduit 15 et pour permettre également le coulissement de la tige 16 d'étirage. L'embout 56 est monté coulissant par rapport à la tubulure 20 entre une position rétractée, illustrée sur la figure 3, dans laquelle l'embout 56 est écarté de la douille 31 et en appui contre le col 5 d'une préforme 3, et une position déployée, illustrée sur la figure 5, dans laquelle l'embout 56 est en appui contre la douille 31, de préférence via une rondelle 58. Comme on le voit bien sur la figure 3, un ressort 59 de rappel fonctionnant en compression, interposé entre le bloc 14 d'injection (et plus précisément l'embout 19 de raccordement) et le guide 57, sollicite l'embout 56 vers sa position déployée pour assurer la permanence du contact entre l'embout 56 et le col 5 de la préforme 3 et l'amortissement des éventuels rebonds de celle-ci lors de son introduction dans le moule 8.