La présente invention se rapporte au domaine de la plasturgie et, plus particulièrement, aux techniques dites d'injection-soufflage et de multi- injection. Elle concerne, plus particulièrement, un moule rotatif pour injection- soufflage ou multi-injection, ce moule étant un moule multi-étage et notamment bi-étage. L'invention est exposée ci-après en considérant plus particulièrement un moule pour injection-soufflage, sans qu'il en résulte un caractère limitatif.

Dans le domaine de la plasturgie, certains corps creux notamment destinés à l'emballage de produits divers, tels que les pots de yaourt, les boîtes à pilules pour des produits pharmaceutiques ou les tubes pour des produits cosmétiques, sont réalisés par une technique d'injection-soufflage dite « en cycle chaud ».

Cette technique consiste à mouler par injection une ébauche ou préforme de la pièce creuse dans un premier poste de travail, puis à transférer cette ébauche ou préforme, pendant que sa matière n'est pas encore refroidie complètement mais reste encore à l'état pâteux, vers un deuxième poste de travail où s'effectue l'opération de soufflage qui vise à donner à la pièce sa forme définitive.

La demande de brevet français N° 10.51272 déposée le

23 février 2010 au nom du Demandeur et publiée sous le numéro FR 2956610 décrit un tel procédé de moulage de corps creux, et un outillage pour la mise en œuvre de ce procédé, dans lesquels l'ébauche ou préforme, encore à l'état pâteux, est transférée en rotation entre le premier poste de moulage par injection et le deuxième poste de soufflage. L'outillage peut encore comporter un troisième poste dédié à l'éjection des pièces finies, une nouvelle rotation amenant lesdites pièces du poste de soufflage à ce dernier poste. Ainsi, les divers postes de travail s'organisent autour d'un seul et même moule, qui possède une partie rotative à laquelle est associé un système de rotation. La démarche décrite dans cette précédente demande de brevet conduit déjà à une rationalisation de l'injection-soufflage, pour une réalisation complète des corps creux sur une seule et même machine, et dans un moule unique pourvu d'une partie tournante.

Le brevet US 5518392 divulgue une autre machine spécifiquement dédiée à l'injection-soufflage, cette machine comportant un axe de rotation vertical et deux « étages » superposés. Toutefois, pour des raisons de productivité, il apparaît nécessaire de prévoir un nombre maximum d'empreintes pour une machine et un moule, alors que les machines actuellement dédiées à l'injection-soufflage possèdent des empreintes dont le nombre est dans certains cas insuffisant.

La présente invention a pour but de remédier à cette limitation, et elle vise donc à augmenter le nombre d'empreintes de moulage, pour les applications d'injection-soufflage mais aussi de multi-injection, sans augmenter la puissance de la machine d'injection, et en conservant une presse à injecter classique, notamment à axe horizontal

A cet effet, l'invention a pour objet un moule rotatif multi-étage pour injection-soufflage et multi-injection, le moule étant prévu pour être utilisé sur une presse à injecter équipée d'un système de rotation, de préférence suivant un axe de rotation horizontal, ou ce moule comportant lui-même un système de rotation intégré, le moule étant caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison :

- une partie fixe, située à une extrémité du moule,

- une partie mobile axialement, non tournante, à l'opposé de la la partie fixe,

- entre la partie fixe et la partie mobile axialement, au moins deux parties rotatives coaxiales et mobiles axialement,

- au moins une plaque centrale ou intermédiaire non tournante, disposée entre les parties rotatives,

- des empreintes de moulage prévues sur les au moins deux parties rotatives, ainsi que sur les parties fixe et mobile et sur la ou chaque plaque centrale ou intermédiaire,

- des moyens de distribution de matière vers les empreintes de moulage, dans au moins une position angulaire, pour injection et/ou pour soufflage,

les parties rotatives étant liées, directement ou indirectement, au système de rotation.

En particulier, le moule rotatif objet de l'invention peut être conçu comme un moule bi-étage, avec deux parties rotatives coaxiales pourvues d'empreintes de moulage et avec une plaque centrale non tournante unique disposée entre les deux parties rotatives, auquel cas de préférence :

- une première partie rotative est directement liée au système de rotation, - l'autre partie rotative est liée en rotation à la première partie rotative par des colonnes d'entraînement, qui traversent une ouverture de la plaque centrale,

- cette plaque centrale est maintenue à sensiblement égale distance de la partie fixe et de la partie mobile du moule par des moyens mécaniques.

Ainsi, le moule de la présente invention permet de doubler ou d'augmenter encore davantage le nombre des empreintes de moulage, tout en conservant la même puissance de la presse à injecter et, en particulier, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la force de fermeture du moule, et aussi sans augmentation de l'emprise au sol de la machine. L'entraînement en rotation des parties rotatives, au nombre de deux au moins, est donné par le système de rotation qui peut être une base mécanique tournante de moule, telle que décrite dans le brevet FR 2775152 au nom du Demandeur. Ce système de rotation entraîne ici directement une première partie tournante, qui elle-même entraîne en rotation la ou les autres parties tournantes, d'une manière parfaitement synchronisée. Ainsi, les empreintes de moulage des diverses parties rotatives sont amenées successivement aux postes répartis à la périphérie de ces parties rotatives. Dans la mesure où il s'agit de postes où une amenée de matière à mouler ou à souffler est nécessaire, les moyens de distribution de matière peuvent eux aussi être placés à la périphérie des parties rotatives, en se présentant comme au moins un bloc de distribution de matière monté mobile en direction radiale sur la partie fixe du moule, des moyens d'actionnement du genre vérin étant prévus pour déplacer radialement ledit bloc de distribution de matière, en particulier pour rapprocher ce bloc des parties rotatives du moule en position de fermeture de ce moule, et pour en écarter ledit bloc pour l'ouverture du moule.

Lors de cette ouverture du moule, les parties rotatives au nombre de deux au moins doivent être écartées des parties terminales fixe et mobile du moule, ainsi que de sa plaque centrale, ne serait-ce que pour ne pas être entravées dans leur rotation. Ce dégagement des parties rotatives, les amenant au milieu des espaces libérés de part et d'autre de la plaque centrale, ou des plaques intermédiaires, est obtenu par le mouvement d'ouverture du moule et par des butées d'ouverture spécifiques.

Le bloc de distribution à disposition périphérique, qui porte les points d'injection appliqués contre les parties de moule dans la position de fermeture du moule, peut être directement alimenté en matière à mouler par une unité d'injection disposée perpendiculairement à la direction d'ouverture/fermeture du moule, ce qui toutefois représente une solution assez coûteuse. Dans une variante possédant un coût moins élevé, le bloc de distribution à disposition périphérique est alimenté en matière à mouler depuis une un ité d'injection située dans l'axe de rotation des parties rotatives du moule, et par l'intermédiaire d'au moins un canal chaud aboutissant aux points d'injection portés par le bloc de distribution. On conserve ainsi la conception d'une presse à injecter classique, avec une unité d'injection disposée horizontalement dans la direction d'ouverture/fermeture du moule.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce moule rotatif multi-étage :

Figure 1 est une vue en coupe d'un moule rotatif bi-étage conforme à la présente invention, représenté en position ouverte et monté entre deux plateaux d'une presse à injecter.

Figure 2 est une vue en coupe similaire à la figure 1 , mais montrant le moule rotatif bi-étage en position fermée ;

Figure 3 est une vue de face d'une partie rotative du moule des figures 1 et 2, avec indication des postes associés ;

Figure 4 et 5 sont des vues partielles de ce moule, respectivement dans deux positions successives, illustrant l'opération d'éjection réalisée en position de « moule fermé » ;

Figures 6 et 7 sont des vues en coupe, respectivement dans deux positions distinctes, d'une variante du moule rotatif bi-étage selon l'invention.

L'invention est décrite ci-après, en référence au dessin, dans le cas de son application à un moule bi-étage pour injection-soufflage.

Le moule est, en utilisation, placé sur une presse à injecter qui comporte un plateau fixe 2 et un plateau mobile 3, lequel peut être rapproché ou éloigné du plateau fixe 2, dans un mouvement horizontal . Sur le plateau mobile 3 est monté un système de rotation 4, qu i est notamment une base méca n i q u e to u rn a n te d e m o u l e te l l e q u e d écri te d a n s l e b revet FR 2725152. Le système de rotation 4 est conçu pour faire décrire, à des parties rotatives (comme précisé plus bas), une rotation autour d'un axe horizontal A, ainsi qu'un mouvement de translation suivant l'axe horizontal A. Le moule lui-même est disposé, en utilisation, entre le plateau fixe 2 de la presse à injecter et le système de rotation 4. Ce moule comprend, entre autres, une partie fixe de moule 5 montée sur le plateau fixe 2 de la presse à injecter, et une partie mobile de moule 6 montée sur le système de rotation 4. Entre la partie fixe 5 et la partie mobile 6 du moule sont disposées deux parties rotatives de moule, respectivement 7 et 8, montées tournantes autour de l'axe horizontal A et aussi montées mobiles en translation suivant cet axe horizontal A. Le moule comprend encore une plaque centrale 9, disposée entre les deux parties rotatives 7 et 8.

La partie rotative 7, située du côté du système de rotation 4, est directement montée sur un arbre central 10 de ce système de rotation 4, apte à être entraîné en rotation et en translation suivant l'axe horizontal A.

L'autre partie rotative 8, située du côté de la partie fixe 5, est portée par un arbre 1 1 libre de se déplacer en rotation et en translation relativement à ladite partie fixe 5. Cette autre partie rotative 8 est liée en rotation à la partie rotative 7 par des colonnes d'entraînement 12, par exemple au nombre de trois, qu i s'étendent paral lèlement à l 'axe horizontal A et qui traversent librement une large ouverture 13 ménagée dans la plaque centrale 9.

Cette plaque centrale 9 non tournante est maintenue à égale distance de la partie fixe 5 et de la partie mobile 6 du moule par des moyens mécaniques non représentés, disposés à l'extérieur des parties de moule décrites jusqu'ici, et portés par le moule.

Les deux parties rotatives 7 et 8 du moule comportent l'une et l'autre des empreintes de moulage 14, de manière à constituer un moule rotatif bi-étage. Plus particulièrement, le moule est ici conçu comme un moule pour la réalisation de corps creux par une technique d'injection-soufflage « en cycle chaud » ; a insi l es d ifférentes em preintes de mou lage 1 4 sont amenées successivement, par la rotation des parties rotatives 7 et 8, à un poste de moulage par injection 15 d'ébauches ou préformes des corps creux à réaliser, puis à un poste de soufflage 16 dans lequel ces corps creux reçoivent leur forme définitive, un poste d'éjection 1 7 étant aussi prévu (voir figure 3). On notera que le terme « empreinte » peut désigner ici soit une partie moulante en creux, soit une partie moulante en relief aussi désignée habituellement comme « noyau » et ayant pour fonction supplémentaire de retenir l'ébauche ou préforme sur la partie tournante au cours de la rotation de celle-ci, pour le transfert de l'ébauche ou préforme d'un poste au suivant. Pour alimenter les empreintes de moulage 14 en matière à mouler, il est prévu au niveau du poste de moulage par injection 15 un bloc de distribution 18 de cette matière, monté mobile en direction verticale sur la partie fixe 5 d u mo u l e , u n véri n hyd ra u l i q u e 1 9 éta n t p révu pour déplacer verticalement le bloc de distribution 18. Ce bloc de distribution 18 porte une buse d'injection pourvue de deux points d'injection 21 et 22 prévus pour alimenter respectivement les empreintes de moulage 14 des deux parties rotatives 7 et 8.

Un prem ier raccord rotatif 23, placé à l'arrière de l'arbre 10 du système de rotation 4, permet d'alimenter la première partie rotative 7 avec un fluide de régulation thermique, en particulier dans la région des empreintes de moulage 14 de cette partie rotative 7. Un second raccord rotatif 24, placé à l'arrière de l'arbre 1 1 , permet d'alimenter l'autre partie rotative 8 avec un fluide de régulation thermique, en particulier dans la région des empreintes de moulage 14 de cette partie rotative 8.

En ce qui concerne les mouvements axiaux, suivant l'axe horizontal A, le moule est commutable entre la position ouverte montrée sur la figure 1 , et la position fermée montrée sur la figure 2. Le déplacement du plateau mobile 3 de la presse à injecter imprime directement à la partie mobile 6 du moule son mouvement axial d'ouverture ou de fermeture. Ce mouvement axial est transmis à la plaque centrale 9 par les moyens mécaniques mentionnés plus haut. Il est aussi communiqué aux deux parties rotatives 7 et 8, notamment par des butées d'ouverture 25 (voir figure 1 , en bas).

En ce qui concerne les parties rotatives 7 et 8, le mouvement de rotation autour de l'axe horizontal A, permis en position d'ouverture du moule, est directement donné à la première partie rotative 7 par le système de rotation 4 et son arbre 10. La rotation de l'autre partie rotative 8 est donnée i nd i rectem ent, à pa rti r de celle de la première partie rotative 7, par l'intermédiaire des colonnes d'entraînement 12. Les rotations des deux parties rotatives 7 et 8 sont ainsi synchronisées.

Lorsque le moule est amené en position fermée (figure 2), le bloc de distribution 18 est abaissé par une commande du vérin hydraulique 19, pour appliquer les deux points d'injection 21 et 22 de la buse d'injection 20 sur la périphérie des différentes parties, alors resserrées, du moule. A l'inverse, le bloc de distribution 18 effectue un mouvement dirigé vers le haut pour dégager les points d'injection 21 et 22, avant l'ouverture du moule (voir figure 1 ). La position haute du bloc de distribution 18 est maintenue pendant la rotation des parties rotatives 7 et 8.

Ainsi, en considérant à titre d'exemple la conception à trois postes, telle qu'illustrée par la figure 3, le fonctionnement du moule est le suivant :

Au poste de moulage par injection 15, le moule étant en position fermée, la matière est injectée par le bloc de distribution 18 dans les empreintes de moulage 14 des deux parties rotatives 7 et 8, ainsi que dans d'autres empreintes de moulage 26 portées par la partie fixe 5, par la partie mobile 6 et par la plaque centrale 9 du moule, à leur périphérie. Les ébauches ou préformes 27 sont ainsi moulées.

Simultanément, les ébauches ou préformes déjà parvenues au poste de soufflage 1 6 pourvu d'arrivées d'air comprimé 28 sont refroidies et soufflées à ce poste, de man ière à obten ir la forme défin itive des pièces creuses à réaliser. Egalement de manière simultanée, au poste d'éjection 1 7, les pièces finies 29 sont éjectées, au moyen d'une plaque d'éjection 30.

A l 'ouvertu re d u mou le, obten ue par déplacement d u plateau mobile 3 de la presse à injecter, les deux parties rotatives 7 et 8 sont dégagées et se placent au milieu des espaces libres situés de part et d'autre de la plaque centrale 9. Le système de rotation 4 est alors actionné pour entraîner en rotation la première partie rotative 7, qui par l'intermédiaire des colonnes d'entraînement 12 entraîne aussi en rotation l'autre partie rotative 8. Les deux parties rotatives 7 et 8 entraînent avec elles les ébauches ou préformes 27, tenues par les empreintes 14, pour les transférer du poste d'injection 15 au poste de soufflage 16. Simultanément, ces deux parties rotatives 7 et 8 entraînent avec elles les pièces finies 29, du poste de soufflage 16 au poste d'éjection 17.

Après rotation d'un tiers de tour (120 °) des deux parties rotatives 7 et 8 , le plateau mobile 3 de la presse à injecter est déplacé dans le sens inverse de sa course d'ouverture, pour refermer le moule. La plaque centrale 9 du moule effectue alors la moitié de la course du plateau mobile 3, et en fin de mouvement de fermeture :

- la première partie rotative 7 se retrouve positionnée entre la partie mobile 6 et la plaque centrale 9, et

- l'autre partie rotative 8 se retrouve positionnée entre la partie fixe 5 et la plaque centrale 9. Le moule étant ainsi fermé, le bloc de distribution 18 est de nouveau abaissé et le même cycle se répète, et ainsi de suite. On produit ainsi des corps creux par injection-soufflage, avec une productivité doublée compte tenu du doublement du nombre des empreintes (en comparaison avec un moule à partie rotative unique).

Les fig u res 6 et 7, su r lesq uel les l es éléments précédemment décrits sont désignés par les mêmes références, illustrent une variante relative à l'amenée de la matière à mouler vers les empreintes de moulage 14 et 26. Cette variante concerne une presse à injecter dans laquelle, d'une manière classique, l'unité d'injection est située horizontalement suivant l'axe A, comme symbol isé par une flèche F, tandis que les points d'injection 21 et 22 sont, comme précédemment, portés par un bloc de distribution 18 à disposition périphérique, monté mobile en direction verticale.

Dans un tel cas, pour alimenter les empreintes avec de la matière plastique en fusion et sous pression, il est prévu de transférer cette matière par un canal chaud 31 , d'orientation radiale, qui s'étend dans la partie fixe 5 du moule, entre l'unité d'injection (flèche F) et une buse d'entrée 32 du bloc de distribution 18. Le canal chaud 31 est prolongé par un autre canal chaud 33 de direction axiale, placé à l'intérieur du bloc de distribution 18, et se prolongeant lui-même par des canaux chauds 34 et 35 menant respectivement aux points d'injection 21 et 22.

La figure 6 représente l'ensemble avec le bloc de distribution 18 en position haute et dégagée, la buse d'entrée 32 étant alors obturée. La figure 7 montre le même ensemble avec le bloc de distribution 18 abaissé et en appui sur les parties du moule à alimenter, la buse d'entrée 32 assurant alors la continuité entre les canaux chauds 31 et 33.

Comme on le comprend, cette conception peut être modifiée en situant les points d'injection 21 et 22 non pas sur le dessus du moule mais sur le côté de cel u i-ci , d u côté avant (côté « opérateur ») ou du côté arrière (opposé à l 'opérateu r), le canal chaud 31 possédant dans ce cas une orientation horizontale.

Des variantes dans le nombre de postes sont possibles, sans changer la configuration générale du moule rotatif et de la presse à injecter.

Ainsi, une première variante consiste à prévoir seulement deux postes, séparés par une rotation de 180 °, à savoir :

- un poste d'injection de l'ébauche ou préforme, et - un poste de soufflage et d'éjection,

l'éjection de la pièce finie se faisant avec le moule ouvert, après le refroidissement de cette pièce.

Une autre variante prévoit quatre postes, séparés par des rotations de 90°, qui sont :

- un poste d'injection de l'ébauche ou préforme,

- un p o s t e d e p ré-soufflage et/ou de recalibrage de la température de la préforme,

- un poste de soufflage définitif et de refroidissement, et - un poste d'éjection des pièces finies, l'éjection s'effectuant avec le moule fermé.

Bien entendu, d'autres combinaisons sont aussi possibles. La presse à injecter est très facilement adaptable au nombre de postes du moule, par la programmation numérique du système de rotation 4. De ce fait, des moules différents, avec des postes en nombre variable (deux, trois ou quatre postes), peuvent être utilisés sur une même presse à injecter.

Selon encore une autre variante, le moule rotatif de l'invention est conçu comme un moule pour bi-injection ou multi-injection, c'est-à-dire que les empreintes de moulage des parties rotatives 7 et 8 du moule sont amenées successivement, par la rotation de ces parties, à un poste de moulage par injection d'une première matière, puis à au moins un poste de moulage par injection d'une autre matière, par exemple pour réaliser un surmoulage. Dans cette variante d'application, la multiplication des parties rotatives augmente également la productivité du moule, sans augmenter la force de fermeture de la presse à injecter ni son emprise au sol, d'où un gain d'investissement et de consommation d'énergie. Dans la mesure où des matières distinctes doivent être injectés à au moins deux postes de moulage, les blocs de distribution pour les différentes matières à injecter peuvent se situer non seulement en partie haute, au-dessus du moule, mais aussi sur un côté du moule ou sur les deux côtés du moule. On notera aussi que, dans cette variante, la bi-injection ou multi-injection peut être réalisée avec pose d'un insert métallique ou autre, introduit en position de moule ouvert ou de moule fermé, dans un poste dédié et notamment au poste d'injection. On ne s'écarterait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :

- en multipliant les parties rotatives, par exemple en prévoyant trois ou quatre parties rotatives, de manière à obtenir un moule multi-étage, la plaque centrale étant alors remplacée par au moins deux plaques intermédiaires, ceci en association avec u ne presse à i njecter dont la dimension entre plateaux est appropriée ;

- en prévoyant des postes plus ou moins nombreux ; - en remplaçant le système de rotation, installé sur la presse à injecter, par un système de rotation intégré au moule et créant les mêmes mouvements rotatif et axial ;

- en prévoyant une rotation autour d'un axe vertical, au lieu d'un axe horizontal ;

- en remplaçant ou en complétant l'amenée de matière à mouler, située à la périphérie du moule et en partie haute, par une amenée de matière latérale, par exemple avec un bloc de distribution déplaçable horizontalement, ou par une arrivée de matière parallèle à l'axe du moule.