(19)
(11)EP 3 446 852 A1

(12)DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43)Date de publication:
27.02.2019  Bulletin  2019/09

(21)Numéro de dépôt: 18306098.7

(22)Date de dépôt:  10.08.2018
(51)Int. Cl.: 
B29C 49/64(2006.01)
B29C 49/36(2006.01)
B29K 67/00(2006.01)
B29L 31/00(2006.01)
B29C 49/06(2006.01)
B29C 49/68(2006.01)
B29K 105/00(2006.01)
(84)Etats contractants désignés:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Etats d'extension désignés:
BA ME
Etats de validation désignés:
KH MA MD TN

(30)Priorité: 24.08.2017 FR 1757857

(71)Demandeur: Sidel Participations
76930 Octeville-sur-Mer (FR)

(72)Inventeurs:
  • PASQUIER, Hervé
    76930 Octeville-sur-mer (FR)
  • LAHOGUE, Yoann
    76930 Octeville-sur-mer (FR)
  • SOUFFES, Denis
    76930 Octeville-sur-mer (FR)
  • FEUILLOLEY, Guy
    76930 Octeville-sur-mer (FR)

(74)Mandataire: Grassin d'Alphonse, Emmanuel Jean Marie 
Sidel Participations Avenue de la Patrouille de France
76930 Octeville-sur-mer
76930 Octeville-sur-mer (FR)

  


(54)INSTALLATION ET PROCEDE DE PRODUCTION DE RECIPIENTS, PERMETTANT DE PRODUIRE DES LE DEMARRAGE


(57) Installation (1) de production de récipients (2) à partir d'ébauches (3), qui comprend :
- une unité (8) de formage équipée d'un carrousel (9) tournant entraîné par un moteur (10) ;
- une unité (14) de chauffe des ébauches (3), équipée :
∘ d'émetteurs (16) infrarouge,
∘ d'une alimentation (19) électrique pour chaque émetteur (16) ;

- une unité (23) de contrôle ayant en mémoire une consigne de vitesse ωN nominale de rotation du carrousel (9) et une consigne de puissance électrique nominale PN.
L'unité (23) de contrôle est programmée pour :
- commander la rotation du carrousel (9) suivant la consigne de vitesse ωN nominale,
- au cours de son accélération :
∘ prendre en compte la vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel (9),
∘ régler la puissance électrique de l'alimentation (19) à une valeur P(t) instantanée telle que :








Description


[0001] L'invention a trait à la production des récipients à partir d'ébauches en matière plastique (notamment en PET).

[0002] Le terme « ébauche » désigne :
  • une préforme, c'est-à-dire une pièce brute d'injection pourvue d'un corps cylindrique qui se prolonge, à une extrémité inférieure, par un fond fermé et, à une extrémité supérieure, par un col dont la forme est définitive, ou
  • un récipient intermédiaire, issu d'opérations (par ex. un préformage) conduites sur une préforme, et destiné à en subir de nouvelles pour former in fine un récipient.


[0003] La production des récipients comprend ordinairement :
  • une première phase de conditionnement thermique (également appelée chauffe) des ébauches, conduite au sein d'une unité de chauffe (également appelée four) définissant une cavité de chauffe, cette première phase consistant à faire défiler les préformes dans la cavité pour les amener à une température supérieure à la température de transition vitreuse de la matière (laquelle est, pour le PET, d'environ 80°C) ;
  • une deuxième phase de formage des récipients à partir des préformes, conduite au sein d'une unité de formage équipée de moules à l'empreinte du modèle de récipient à former, cette deuxième phase consistant à introduire chaque préforme chaude dans un moule et à lui injecter un fluide (notamment un gaz, typiquement de l'air) sous pression pour la plaquer contre le moule et lui conférer ainsi l'empreinte du modèle de récipient.


[0004] Les fours classiques sont équipés de lampes à incandescence de type halogène, qui rayonnent suivant la loi de Planck sur un spectre continu.

[0005] Avant de lancer toute production, il convient de préchauffer le four pour l'amener, à l'aide des lampes, à une température convenable susceptible de conférer aux ébauches un profil thermique permettant de mener ensuite à bien le formage.

[0006] Ce préchauffage est lent et nécessite des réglages délicats.

[0007] Une technologie de chauffe alternative a cependant vu le jour récemment, fondée sur l'utilisation d'émetteurs équipés de sources de rayonnement électromagnétique monochromatique (notamment des lasers), dont le spectre d'émission s'étend pour l'essentiel dans le domaine de l'infrarouge. Un four fonctionnant à l'aide de cette technologie, illustrée par la demande de brevet européen EP3119582 (Sidel Participations), présente de nombreux avantages par rapport à un four classique à lampes halogènes. Entre autres, dans ce type de four :
  • les émetteurs rayonnent dans l'infrarouge sans diffusion de chaleur, ce qui, à la différence d'un four halogène, rend inutile toute ventilation ;
  • les préformes peuvent être chauffées selon des profils thermiques plus précis ;
  • aucune préchauffe n'est nécessaire.


[0008] Ce dernier avantage est déterminant en termes de productivité : il rend en théorie possible le démarrage d'une production sans préchauffage, et donc sans délai ; il suffirait en effet de mettre en route l'unité de formage, d'allumer le four (c'est-à-dire d'alimenter en courant les émetteurs) et d'initier le défilement des ébauches.

[0009] Ce n'est pas si simple en réalité. Une unité de formage est une machine lourde, à forte inertie, qui suit, au démarrage, une phase d'accélération assez longue. Pendant cette phase de démarrage, la vitesse moyenne à laquelle les ébauches défilent dans le four est inférieure à la vitesse nominale (atteinte à pleine cadence). Démarrer la production sans attendre que la pleine cadence soit atteinte augmente le temps d'exposition des ébauches au rayonnement des émetteurs.

[0010] Mais ce temps d'exposition détermine la température finale à laquelle les ébauches sortent du four. Or la qualité d'un récipient dépend en grande partie du profil thermique acquis par l'ébauche dans le four. Une ébauche trop chaude, en particulier, conduit à un récipient mal formé.

[0011] Face à cette difficulté, la demande de brevet américain US2012/0080827 (Krones), dans lequel le four est rotatif et comprend des postes individuels de chauffe, propose une solution consistant soit à faire varier soit l'angle à partir duquel la chauffe débute, soit la puissance de chauffe (cf. [0054]).

[0012] Cependant, outre que la chauffe des ébauches dans des postes individuels de chauffe est très différente de la chauffe au défilé, ce brevet est muet sur la manière dont il convient d'implémenter les variations d'angle ou de puissance de chauffe.

[0013] L'invention vise à apporter une véritable solution pratique au problème exposé ci-dessus, en proposant un procédé et une installation permettant de démarrer la production des récipients, d'une part, sans attendre que l'unité de formage ait atteint sa pleine cadence, et, d'autre part, en maintenant la qualité des récipients produits pendant la phase de démarrage à cadence réduite.

[0014] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, une installation de production de récipients à partir d'ébauches en matière plastique, qui définit un trajet de circulation des ébauches et des récipients, et qui comprend :
  • une unité de formage équipée d'un carrousel tournant entraîné par un moteur et d'une série de postes de formage montés sur le carrousel et incluant chacun un moule à l'empreinte d'un récipient et un dispositif d'injection d'un fluide sous pression dans les ébauches;
  • une unité de chauffe des ébauches, située sur le trajet de circulation en amont de l'unité de formage et définissant une cavité de chauffe, cette unité de chauffe étant équipée :

    ∘ d'une série d'émetteurs adjacents bordant la cavité et comprenant chacun une pluralité de sources de rayonnement monochromatique émettant dans l'infrarouge,

    ∘ d'un système d'entraînement des ébauches, synchronisé au carrousel et comprenant une pluralité de supports individuels pour les ébauches ;

    ∘ d'une alimentation électrique fournissant chaque émetteur en puissance électrique ;

  • une unité de contrôle reliée au moteur de l'unité de formage et à l'alimentation de l'unité de chauffe, cette unité de contrôle ayant une mémoire dans laquelle sont enregistrées une consigne de vitesse ωN nominale de rotation du carrousel et une consigne de puissance électrique nominale PN qui correspondent à une cadence de production nominale, cette unité de contrôle étant programmée pour, à partir d'une configuration arrêtée dans laquelle le carrousel est immobile :
  • commander la rotation du carrousel suivant la consigne de vitesse ωN nominale,
  • au cours de l'accélération du carrousel :

    ∘ prendre en compte une vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel,

    ∘ régler la puissance électrique de l'alimentation à une valeur P(t) instantanée telle que :

    où T est un nombre réel positif ou nul.



[0015] Selon un mode particulier de réalisation, cette installation comprend un dispositif d'alimentation de l'unité de chauffe en ébauches, propre à adopter un état ouvert dans lequel le passage des ébauches vers l'unité de chauffe est libre, et un état fermé dans lequel le passage des ébauches vers l'unité de chauffe est bloqué, et l'unité de contrôle est programmée pour :
  • tant que la vitesse réelle de rotation du carrousel est inférieure à une valeur seuil comprise entre 15% et 50% de la consigne, maintenir fermé le dispositif d'alimentation ;
  • dès que la vitesse de rotation du carrousel atteint la valeur seuil, commander l'ouverture du dispositif d'alimentation.


[0016] Il est proposé, en deuxième lieu, un procédé de production de récipients à partir d'ébauches en matière plastique, au sein d'une installation telle que présentée ci-dessus, qui comprend les opérations suivantes, à partir d'une configuration arrêtée de l'installation, dans laquelle le carrousel est immobile :
  • commander par l'unité de contrôle la rotation du carrousel suivant la consigne de vitesse ωN nominale,
  • au cours de l'accélération du carrousel :

    ∘ mesurer une vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel,

    ∘ sur commande de l'unité de contrôle, régler la puissance électrique de l'alimentation à une valeur P(t) instantanée telle que :



[0017] 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 FIG.1 est une vue en perspective schématique d'une installation de production de récipient à partir d'ébauches en matière plastique ;
  • la FIG.2 est un diagramme sur lequel sont tracés, en haut, une courbe illustrant la montée en vitesse du carrousel au démarrage de la production ; au milieu, une courbe illustrant la montée en puissance de l'unité de chauffe ; en bas, un chronogramme illustrant la commande d'ouverture du dispositif d'alimentation ;
  • la FIG.3 est une vue en perspective partielle, suivant une autre orientation, de l'installation de la FIG.1, avec, en médaillon, un détail à plus grande échelle centré sur le dispositif d'alimentation placé dans un état fermé ;
  • la FIG.4 est une vue similaire à la FIG.3, illustrant l'ouverture du dispositif d'alimentation ;
  • la FIG.5 est une vue similaire à la FIG.3, illustrant le fonctionnement de l'installation production en régime permanent.


[0018] Sur la FIG.1 est représentée une installation 1 de production de récipients 2 à partir d'ébauches 3 en matière plastique.

[0019] Dans le mode de réalisation illustré, les ébauches 3 sont des préformes brutes d'injection, qui comprennent chacune un corps 4, un fond 5 qui ferme le corps 4 à une extrémité inférieure, et un col 6 ouvert (dont la forme est définitive) qui prolonge le corps 4 à une extrémité supérieure. Le corps 4 et le col 6 sont séparés par une collerette 7 par laquelle l'ébauche 3 et le récipient 2 qui en est issu peuvent être suspendus, comme il apparaîtra ci-après.

[0020] En variante, les ébauches 3 pourraient être des récipients intermédiaires obtenus à partir de préformes (par ex. à la suite d'un présoufflage) mais dont la forme n'est pas définitive et qui sont destinés à subir des opérations de finition (par ex. un soufflage).

[0021] Dans la description qui suit, les ébauches 3 sont arbitrairement des préformes, mais ce mode de réalisation n'est pas restrictif.

[0022] L'installation 1 définit un trajet T de circulation des préformes 3 et des récipients 2. Ce trajet T suit des éléments de trajectoire définis par les différents composants de l'installation 1. Les termes « amont » et « aval » sont définis par référence au sens de déplacement des préformes 3.

[0023] L'installation 1 comprend, en premier lieu, une unité 8 de formage équipée d'un carrousel 9 tournant entraîné en rotation autour d'un axe X par un moteur 10, et d'une série de postes 11 de formage montés sur le carrousel 9. A des fins de clarté, une partie seulement des postes 11 de formage est représentée sur la FIG.1.

[0024] Chaque poste 11 de formage inclut un moule 12 à l'empreinte d'un modèle de récipient et un dispositif d'injection d'un fluide (typiquement de l'air) sous pression dans les préformes 3 préalablement chauffées.

[0025] Selon un mode de réalisation illustré sur les dessins, chaque moule 12 est du type portefeuille, et comprend une paire de demi-moules articulés autour d'une charnière commune entre :
  • une position ouverte (au centre sur la FIG.1) dans laquelle les demi-moules sont écartés pour permettre l'évacuation d'un récipient 2 formé puis l'introduction d'une nouvelle préforme 3 préalablement chauffée, et
  • une position fermée (à droite sur la FIG.1) dans laquelle les demi-moules sont jointifs pour former ensemble l'empreinte du modèle de récipient à former.


[0026] Le moteur 10 qui anime le carrousel 9 est par ex. un moteur-couple, c'est-à-dire un servomoteur sans balais à aimants permanents (encore appelé moteur synchrone à aimants permanents, ou encore moteur sans balais à courant continu), du type comprenant un rotor solidaire du carrousel et un stator fixe périphérique.

[0027] L'unité 8 de formage est en outre équipée d'un codeur 13, monté sur l'axe X, qui fournit une information angulaire dont peut être déduite une vitesse instantanée, notée ω(t), de rotation du carrousel 9.

[0028] A pleine cadence de production (stabilisée), le carrousel 9 tourne à une vitesse de rotation, dite nominale (également stabilisée), notée ωN.

[0029] L'installation 1 comprend, en deuxième lieu, une unité 14 de chauffe des préformes 3, située sur le trajet T de circulation en amont de l'unité 8 de formage.

[0030] Cette unité 14 de chauffe, également dénommée « four », définit une cavité 15 de chauffe dans laquelle défilent les préformes 3. Le four 14 est équipé :

∘ d'une série (et par ex. de deux rangées en regard) d'émetteurs 16 adjacents bordant la cavité 15 et comprenant chacun une pluralité de sources de rayonnement électromagnétique,

∘ d'un système 17 d'entraînement des préformes 3, synchronisé au carrousel 9 et comprenant une pluralité de supports 18 individuels pour les préformes 3 ;

∘ d'une alimentation 19 électrique fournissant les émetteurs 16 en puissance électrique.



[0031] Selon un mode de réalisation, le système 17 d'entraînement se présente sous forme d'une chaîne pourvue de maillons portant chacun un support 18 (appelé tournette) auquel est suspendue une préforme 3. Cette chaîne 17 circule sur des roues 20 dont l'une au moins est entraînée soit par un moteur 21 (comme illustré sur la FIG.1), qui est dans ce cas synchronisé avec le carrousel 9, soit par le carrousel 9 lui-même, auquel la roue 20 est alors reliée par ex. par une courroie.

[0032] Les sources de chaque émetteur 16 sont choisies pour émettre un rayonnement monochromatique, dans le domaine de l'infrarouge.

[0033] En théorie, une source monochromatique est une source idéale émettant une onde sinusoïdale de fréquence unique. En d'autres termes, son spectre en fréquence est constitué d'une seule raie de largeur spectrale nulle (Dirac).

[0034] Dans la pratique, une telle source n'existe pas, une source réelle ayant un spectre d'émission en fréquence qui s'étend sur une bande de largeur spectrale faible mais non nulle, centrée sur une fréquence principale où l'intensité du rayonnement est maximale. Pour les besoins de la présente demande, on considère comme monochromatique une telle source réelle. De même, pour les besoins de la présente description, on considère comme monochromatique une source multimode, c'est-à-dire émettant sur un spectre discret comprenant plusieurs bandes étroites centrées sur des fréquences principales distinctes.

[0035] L'avantage d'un rayonnement monochromatique est que, bien choisi, il peut être concentré sur une (ou plusieurs) fréquence(s) pour laquelle (ou pour lesquelles) le comportement thermique du matériau des préformes 3 est, en termes d'absorption, particulièrement intéressant.

[0036] A titre d'exemple, pour obtenir une chauffe rapide en surface des préformes 3, on peut choisir une (ou plusieurs) fréquence(s) dans l'infrarouge pour laquelle (pour lesquelles) le matériau est très absorbant. A contrario, pour obtenir une chauffe plus lente mais plus homogène dans l'épaisseur des préformes 3, on peut choisir une (ou plusieurs) fréquence(s) pour laquelle (pour lesquelles) le matériau est relativement moins absorbant.

[0037] En pratique, les sources dont sont pourvus les émetteurs 16 sont des lasers (par exemple des diodes laser) émettant dans l'infrarouge et organisés par juxtaposition et superposition pour former une ou plusieurs matrices.

[0038] En l'espèce, chaque matrice peut être une matrice de diodes laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL), chaque diode émettant par exemple un faisceau laser d'une puissance unitaire de l'ordre du Watt à une longueur d'onde d'environ 1 µm.

[0039] Ces sources sont radiantes, c'est-à-dire que le rayonnement émis est transmis aux préformes 3 sans que l'air serve de vecteur de transmission.

[0040] Les sources convertissent la puissance électrique qui leur est fournie en un champ électromagnétique rayonné dans la cavité.

[0041] Cette puissance peut être variable. Ainsi, comme illustré sur la FIG.1, le four 14 comprend avantageusement, pour (ou dans) l'alimentation 19 électrique, un variateur 22 de puissance. Ce variateur 22 peut être analogique ou électronique.

[0042] En faisant l'hypothèse que les émetteurs 16 offrent un rendement, (noté R) qui peut être considéré comme sensiblement constant, la puissance instantanée (notée PC (t)) du champ électromagnétique rayonné par les émetteurs 16 est liée par une relation de proportionnalité à la puissance électrique (notée P(t)) qui leur est fournie :



[0043] La puissance électrique fournie aux émetteurs 16 présente une valeur nominale PN non nulle, correspondant à la puissance requise en pleine cadence de production, et une valeur minimale P0 qui peut être nulle.

[0044] A la puissance nominale PN fournie correspond une puissance PCN électromagnétique nominale rayonnée par les émetteurs 16 :



[0045] La puissance PCN électromagnétique nominale est la puissance qui, en régime stationnaire (c'est-à-dire à pleine cadence de production) doit être rayonnée par les émetteurs 16 pour garantir qu'à la sortie de la cavité 15 chaque préforme 3 présente un profil de température acceptable permettant de former un récipient 2 de qualité acceptable.

[0046] De même, à la puissance minimale P0 fournie correspond une puissance électromagnétique minimale notée PC0 rayonnée par les émetteurs 16 :



[0047] Dès lors que la puissance P(t) électrique fournie (et donc la puissance PC (t) électromagnétique) est non nulle, les émetteurs 16 sont dans un état dit « allumé », c'est-à-dire que les sources émettent un rayonnement dans la cavité 15.

[0048] A contrario, PC0 est nulle si P0 est nulle. Dans ce cas, les émetteurs 16 sont dans un état dit « éteint », c'est-à-dire que ses sources n'émettent aucun rayonnement dans la cavité 15.

[0049] Le variateur 22 permet de régler la puissance P(t) électrique instantanée fournie à une fraction de la puissance PN électrique nominale :

où K est un coefficient de proportionnalité, nombre réel positif ou nul (correspondant à l'extinction dans ce dernier cas), associé aux émetteurs 16.

[0050] L'installation 1 comprend, en troisième lieu, une unité 23 de contrôle (électronique et/ou informatique) reliée à l'unité 8 de formage et au four 14, dont elle commande, respectivement, la vitesse de rotation du carrousel 9 et la puissance électrique fournie aux émetteurs 16.

[0051] Plus précisément, l'unité 23 de contrôle est reliée au moteur 10 de l'unité 8 de formage et lui délivre une puissance électrique dont est proportionnelle la vitesse de rotation du carrousel 9 (lequel est cependant affecté d'un temps de réponse en raison de son inertie).

[0052] L'unité 23 de contrôle est par ailleurs reliée à l'alimentation 19 électrique du four 14, dont elle commande le variateur 22 pour moduler la puissance électrique fournie aux émetteurs 16.

[0053] Selon un mode de réalisation illustré sur la FIG.1, l'unité 23 de contrôle est reliée au moteur 21 du système 17 d'entraînement du four 14, auquel il délivre une puissance électrique.

[0054] L'unité 23 de contrôle possède une mémoire 24 dans laquelle sont enregistrées :
  • pour le carrousel 9, une consigne de vitesse correspondant à la vitesse ωN nominale de rotation du carrousel 9, et
  • pour le four 14, une consigne de puissance correspondant à la puissance électrique nominale PN.


[0055] L'unité 23 de contrôle est programmée pour, à partir d'une configuration arrêtée dans laquelle le carrousel 9 est immobile :
  • commander la rotation du carrousel 9 suivant la consigne de vitesse ωN nominale,
  • au cours de l'accélération du carrousel 9 :

    ∘ prendre en compte une vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel 9,

    ∘ sur commande de l'unité 23 de contrôle, régler la puissance électrique de l'alimentation 19 à une valeur P(t) instantanée telle que :

    où T, un nombre réel positif ou nul, correspond à un éventuel délai entre la puissance P(t) et la vitesse ω(t) de rotation du carrousel 9.



[0056] Comme nous l'avons évoqué, le carrousel 9 présente une inertie telle que sa vitesse ω(t) instantanée réelle (mesurée par le codeur 13, qui transmet la mesure à l'unité 23 de contrôle), à partir d'une valeur initiale ω0 (valeur de la vitesse ω(t) à un instant t0 initial), n'atteint pas immédiatement la consigne ωN, mais subit une accélération, comme illustré par la courbe du haut sur la FIG.2. Dans l'exemple illustré, l'accélération est linéaire, ce qui ne correspond pas nécessairement à la réalité mais suffit à illustrer le phénomène.

[0057] Plutôt que d'attendre, pour lancer la production, que la vitesse ω(t) instantanée de rotation du carrousel 9 n'ait atteint la consigne ωN (à un instant t2), il est proposé d'allumer les émetteurs 16 et de lancer la production sans délai (T = 0, courbe en trait plein au centre de la FIG.2), ou à faible délai (T > 0, courbe en trait mixte sur la FIG.2), tout en adaptant la puissance électrique instantanée P(t) à la vitesse ω(t) instantanée du carrousel 9.

[0058] En effet, on peut constater que la quantité d'énergie reçue par les préformes 3 est directement proportionnelle à leur temps d'exposition dans la cavité 15 et à la puissance électrique fournie aux émetteurs 16.

[0059] Cette relation est due à l'absence d'inertie thermique des émetteurs 16, qui rayonnent instantanément la puissance électromagnétique PC (t), issue de la puissance P(t) électrique fournie, en proportion de leur rendement, selon la relation déjà citée :



[0060] Comme les émetteurs 16 sont dépourvus d'inertie thermique, on peut par conséquent asservir la puissance P(t) électrique instantanée fournie à la vitesse ω(t) réelle instantanée de rotation du carrousel 9.

[0061] Plus précisément, le même facteur de proportion relie la puissance P(t) électrique instantanée à la puissance PN nominale d'une part, et la vitesse ω(t) réelle instantanée à la vitesse ωN nominale d'autre part :



[0062] C'est pourquoi l'unité 23 de contrôle commande une augmentation progressive de la puissance P(t) électrique instantanée fournie aux émetteurs 16 en proportion de la vitesse ω(t) réelle instantanée du carrousel 9 (le cas échéant avec un décalage T), jusqu'à atteindre la puissance PN nominale lorsque la vitesse ω(t) atteint la vitesse ωN, ce qui correspond à la pleine cadence.

[0063] Tout au long de l'accélération du carrousel 9, et de l'augmentation de la puissance fournie au four 14 (et donc rayonnée dans la cavité 15), les préformes 3 reçoivent une quantité constante d'énergie, ce qui permet de produire des récipients 2 de qualité constante y compris en régime transitoire.

[0064] Il en résulte une augmentation de la productivité effective de l'installation 1, sans qu'il soit nécessaire de la modifier substantiellement (par ex. en remplaçant le moteur 10 du carrousel par un moteur plus puissant susceptible d'atteindre plus vite la vitesse nominale pour raccourcir la phase transitoire de démarrage).

[0065] Selon un mode de réalisation illustré sur les FIG.3, FIG.4 et FIG.5, l'installation 1 comprend un dispositif 25 d'alimentation du four 14 en préformes 3.

[0066] Comme on le voit notamment sur la FIG.5, en amont du four 14 les préformes 3 se déplacent par gravité sur un rail 26 de transport auquel elles sont suspendues par leur collerette 7.

[0067] A une extrémité aval du rail 26, le dispositif 25 d'alimentation comprend un actionneur 27 pourvu d'une tige 28 mobile entre :
  • une position déployée (correspondant à un état fermé du dispositif 25 d'alimentation, FIG.3) dans laquelle la tige 28 fait barrière aux préformes 3 pour les empêcher d'avancer, et
  • une position escamotée (correspondant à un état ouvert du dispositif 25 d'alimentation, FIG.4 et FIG.5) dans laquelle la tige 28 est écartée du trajet des préformes 3 pour leur permettre d'avancer librement, de sorte à être pris en charge par une roue 29 dentée de transfert et mise au pas.


[0068] L'actionneur 27 est piloté par l'unité 23 de contrôle, auquel il est relié.

[0069] Plus précisément, l'unité 23 de contrôle peut être programmée pour commander l'ouverture du dispositif 25 d'alimentation sous conditions, notamment en fonction de la vitesse ω(t) instantanée de rotation du carrousel 9.

[0070] Ainsi, suivant un mode particulier de rotation, l'unité 23 de contrôle est programmée pour :
  • tant que la vitesse ω(t) réelle de rotation du carrousel 9 est inférieure à une valeur ω1 seuil (atteinte à un instant t1 intermédiaire entre t0 et t2) comprise entre 15% et 50% de la consigne ωN, maintenir fermé (état F sur le chronogramme en bas sur la FIG.2) le dispositif 25 d'alimentation ;
  • dès que la vitesse ω(t) réelle de rotation du carrousel 9 atteint la valeur ω1 seuil, commander l'ouverture (état O sur le chronogramme de la FIG.2) du dispositif 25 d'alimentation.


[0071] De la sorte, il est possible de choisir l'instant auquel la production démarre, certes sans attendre que le carrousel 9 ait atteint sa vitesse nominale, mais également en attendant qu'il ait atteint une vitesse suffisante pour permettre le formage des récipients 2 en minimisant notamment la durée des transferts des préformes 3, pendant lesquelles la matière a tendance à refroidir.

[0072] Dans l'exemple illustré en trait mixte sur la courbe centrale de la FIG.2, où le délai T est non nul, ce décalage T correspond à l'écart entre l'instant t0 initial et l'instant t1 intermédiaire :



[0073] Ce délai, qui demeure faible (il se compte en secondes), permet de limiter la consommation d'énergie en retardant l'allumage du four 14 jusqu'à ce que le dispositif 25 d'alimentation soit effectivement ouvert.


Revendications

1. Installation (1) de production de récipients (2) à partir d'ébauches (3) en matière plastique, qui définit un trajet (T) de circulation des ébauches (3) et des récipients (2), et qui comprend :

- une unité (8) de formage équipée d'un carrousel (9) tournant entraîné par un moteur (10) et d'une série de postes (11) de formage montés sur le carrousel (9) et incluant chacun un moule (12) à l'empreinte d'un récipient et un dispositif d'injection d'un fluide sous pression dans les ébauches (3) ;

- une unité (14) de chauffe des ébauches (3), située sur le trajet (T) de circulation en amont de l'unité (8) de formage et définissant une cavité (15) de chauffe, cette unité (14) de chauffe étant équipée :

∘ d'une série d'émetteurs (16) adjacents bordant la cavité (15) et comprenant chacun une pluralité de sources de rayonnement monochromatique émettant dans l'infrarouge,

∘ d'un système (17) d'entraînement des ébauches (3), synchronisé au carrousel (9) et comprenant une pluralité de supports (18) individuels pour les ébauches (3) ;

∘ d'une alimentation (19) électrique fournissant chaque émetteur (16) en puissance électrique ;

- une unité (23) de contrôle reliée au moteur (10) de l'unité (8) de formage et à l'alimentation de l'unité (14) de chauffe, cette unité (23) de contrôle ayant une mémoire (24) dans laquelle sont enregistrées une consigne de vitesse ωN nominale de rotation du carrousel (9) et une consigne de puissance électrique nominale PN qui correspondent à une cadence de production nominale ;

cette installation (1) étant caractérisée en ce que l'unité (23) de contrôle est programmée pour, à partir d'une configuration arrêtée dans laquelle le carrousel (9) est immobile :

- commander la rotation du carrousel (9) suivant la consigne de vitesse ωN nominale,

- au cours de l'accélération du carrousel (9) :

∘ prendre en compte une vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel (9),

∘ régler la puissance électrique de l'alimentation (19) à une valeur P(t) instantanée telle que :

où T est un nombre réel positif ou nul.


 
2. Installation (1) selon la revendication 1, caractérisée en qu'elle comprend un dispositif (25) d'alimentation de l'unité (14) de chauffe en ébauches (3), propre à adopter un état ouvert dans lequel le passage des ébauches (3) vers l'unité (14) de chauffe est libre, et un état fermé dans lequel le passage des ébauches (3) vers l'unité (14) de chauffe est bloqué, l'unité (23) de contrôle étant programmée pour :

- tant que la vitesse réelle de rotation du carrousel (9) est inférieure à une valeur seuil comprise entre 15% et 50% de la consigne, maintenir fermé le dispositif (25) d'alimentation ;

- dès que la vitesse de rotation du carrousel (9) atteint la valeur seuil, commander l'ouverture du dispositif (25) d'alimentation.


 
3. Procédé de production de récipients (2) à partir d'ébauches (3) en matière plastique, au sein d'une installation (1) de production qui définit un trajet (T) de circulation des ébauches (3) et des récipients (2), et qui comprend :

- une unité (8) de formage équipée d'un carrousel (9) tournant entraîné par un moteur (10) et d'une série de postes (11) de formage montés sur le carrousel (9) et incluant chacun un moule (12) à l'empreinte d'un récipient et un dispositif d'injection d'un fluide sous pression dans les ébauches (3) ;

- une unité (14) de chauffe des ébauches (3), située sur le trajet (T) de circulation en amont de l'unité (8) de formage et définissant une cavité (15) de chauffe, cette unité (14) de chauffe étant équipée :

∘ d'une série d'émetteurs (16) adjacents bordant la cavité (15) et comprenant chacun une pluralité de sources de rayonnement monochromatique émettant dans l'infrarouge,

∘ d'un système (17) d'entraînement des ébauches (3), synchronisé au carrousel (9) et comprenant une pluralité de supports (18) individuels pour les ébauches (3) ;

∘ d'une alimentation (19) électrique fournissant chaque émetteur (16) en puissance électrique ;

- une unité (23) de contrôle reliée au moteur (10) de l'unité (8) de formage et à l'alimentation de l'unité (14) de chauffe, cette unité (23) de contrôle ayant une mémoire (24) dans laquelle sont enregistrées une consigne de vitesse ωN nominale de rotation du carrousel (9) et une consigne de puissance électrique nominale PN qui correspondent à une cadence de production nominale ;

ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes, à partir d'une configuration arrêtée de l'installation (1), dans laquelle le carrousel (9) est immobile :

- commander par l'unité (23) de contrôle la rotation du carrousel (9) suivant la consigne de vitesse ωN nominale,

- au cours de l'accélération du carrousel (9) :

∘ mesurer une vitesse ω(t) instantanée réelle de rotation du carrousel (9),

∘ sur commande de l'unité (23) de contrôle, régler la puissance électrique de l'alimentation (19) à une valeur P(t) instantanée telle que :

où T est un nombre réel positif ou nul.


 
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, l'installation (1) étant équipée d'un dispositif (25) d'alimentation de l'unité (14) de chauffe en ébauches (3), propre à adopter un état ouvert dans lequel le passage des ébauches (3) vers l'unité (14) de chauffe est libre, et un état fermé dans lequel le passage des ébauches (3) vers l'unité (14) de chauffe est bloqué, sont en outre prévues les opérations suivantes :

- tant que la vitesse réelle de rotation du carrousel (9) est inférieure à une valeur seuil comprise entre 15% et 50% de la consigne, maintenir fermé le dispositif (25) d'alimentation ;

- dès que la vitesse de rotation du carrousel (9) atteint la valeur seuil, commander l'ouverture du dispositif (25) d'alimentation.


 




Dessins



















Rapport de recherche









Rapport de recherche




Références citées

RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION



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