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Procédé et dispositif pour la fabrication de récipients en matières fibreuses.
La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication de récipients en matières fibreuses telles que la pâte de bois, la cellulose et analogues et spéciale- ment d'enveloppes de protection pour des objets fragiles tels que des ballons et des bouteilles en verre. Ces récipients ont été fabriqués jusqu'à présent de façon telle qu'un liqui- de contenant les matières fibreuses était fait passer à tra- vers un tamis ayant la forme extérieure du récipient qui doit être fabriqué, le passage du liquide ayant généralement lieu par aspiration, une couche de matières fibreuses d'é- paisseur partout égale se déposant ainsi sur le tamis. Cette couche de matières fibreuses était ensuite détachée du moule, préséchée et comprimée dans une matrice de presse chauffée.
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Le travail à la presse eut lieu de façon telle que la pièce moulée préparée de la manière précitée était renversée sur un poinçon et.était lentement introduite avec ce dernier dans une matrice de presse, dont le diamètre intérieur était plus petit que le diamètre extérieur de la pièce moulée, de sorte que le liquide contenu encore dans la pièce moulée en était chassé dans la mesure correspondante et que la couche de matières fibreuses était rendue plus compacte. Avec ce procédé le poinçon, avec la pièce moulée glisse pendant l'o- pération de pression le long de la paroi intérieure de la matrice de presse.
Les efforts de frottement provoqués pen- dant ce mouvement sur la surface extérieure de la pièce moulée et les composantes des efforts de compression produits aux endroits de compacité alignéessuivant la direction du déplacement du poinçon ne peuvent pas dépasser une certaine valeur limite dans ce cas, car sinon l'extrémité postérieure n'est pas entraînée et se détache. Pour cette raison,le de- gré de compacité et par suite de la solidité possible de la pièce moulée, a une certaine limite dans ce procédé.
La présente invention a pour but de fabriquer des pièces pressées, qui sont caractérisées par une compacité beaucoup plus élevée et par suite une solidité beaucoup plus grande. Ce but est obtenu suivant la présente invention en introduisant la pièce moulée dans une matrice de presse chauffée, dont les dimensions intérieures correspondent aux dimensions extérieures de la pièce moulée, et en introduisant le poinçon dans la pièce moulée de façon telle que sont pressés tout au plus les éléments qui sont en substance per- pendiculaires à l'axe du poinçon, tandis que .la c o m p r e s i o n d e la pièce moulée a lieu essentiellement par élar- gissement radial du poinçon.
De cette manière, il est possi- ble, de fabriquer des récipients en matières fibreuses qui
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ont la solidité du bois dur et qui conviennent pour cette raison particulièrement comme enveloppe de protection pour lea récipients fragiles à cause de leur xxxx grande résis- tance.
Dans des enveloppes de protection de cette espèce, par exemple pour des bouteilles en verre, on insère entre l'en veloppe et la bouteille des substances de remplissage, qui constituent un rembourrement entre la bouteille en verre et l'enveloppe de protection. La présente invention a,en outre, pour but de supprimer l'introduction coûteuse de cette substar. ce de remplissage et de munir l'enveloppe de protection de bourrelets mous, qui servent de rembourrement. Cela peut avoir lieu de façon telle,que le poinçon est muni d'évide- ments de sorte que la pièce moulée en matières fibreuses
Que est comprimée en ces endroits dans une moindre mesure et/par suite la pièce moulée reste moins dure à ces endroits.
Mais on a constaté que les matières fibreuses venant en question dans ce cas, spécialement les matières à fibres longues, ne s'écoulent que dans une faible mesure lors du travail à la presse, de sorte que la hauteur des bourrelets pouvant être produits de la façon précitée est limitée.
En outre, des endroits peu résistants peuvent se former dans la paroi de la pièce moulée, là où se trouvent les bourrelets.
La pression exercée sur les endroits très compacts se déplace cependant également sous forme de cône de pression vers les endroits où se trouvent les bourrelets et sur lesquels par réduite suite une pression/seulement est exercée directement. Si les bourrelets sont relativement étroits, de telle sorte que les cônes des pressions exercées des deux côtés des bourre- lets se coupent, la pièce moulée est également rendue forte- ment compacte et solide dans la région des bourrelets, tout au moins à la surface extérieure. C'est pourquoi il est préférable, de maintenir les bourrelets étroits, de sorte
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que la paroi sous les bourrelets est rendue très profondément et très fortement compacte sous l'influence des pressions exercées à c ô t -é. des bourrelets.
Mais pour obtenir des bourrelets élevés peu compacts, qui donnent un rembourra- ge tendre, on fixe déjà,suivant la présente invention, les bourrelets à la pièce moulée pendant sa fabrication, en agglomérant de façon appropriée des matières fibreuses aux endroits où doivent se trouver des bourrelets dans la pièce terminée en matières fibreuses.
La quantité de matières fibreuses déposée lors du moulage sur le tamis de forme est proportionnelle à la quan- tité de liquide contenant les matières fibreuses qui traverse le tamis. Cette quantité doit donc, dans le but d'obtenir des dépôts d'épaisseur variable de matières fibreuses, pou- voir être réglée . Cela peut avoir lieu en utilisant aux endroits d'agglomération de matières fibreuses un tamis avec des mailles plus grandes qu'aux autres endroits. La modifi- cation des mailles du tamis peut être produite de différentes manières. On peut par exemple rétrécir les mailles en ten- dant des fils supplémentaires, ou bien par dépôt, par exemple galvanoplastique, d'une substance sur le tamis qui augmente l'épaisseur des fils du tamis et réduit ainsi les interstices.
Pour pouvoir régler à volonté les quantités qui traversent le tamis, on peut employer un moule spécial suivant la pré- sente invention, dans lequel les espaces d'évacuation pour le liquide qui a abandonné ses matières fibreuses sur le mou- le sont séparés sous les endroits de forte agglomération des fibres des espaces d'évacuation sous les endroits de faible agglomération de fibres. Chaque groupe d'espaces d'évacuation est réuni en une conduite collectrice, de telle sorte que des quantités différentes de liquide peuvent traverser les dif- férentes conduites collectrices. On peut obtenir ce résultat
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en aspirant par exemple le liquide avec des dépressions dif- férentes dans les conduites collectrices.
Les différences de pression variables aux différents endroits du tamis pro- duisent des vitesses de passage différentes et par suite des quantités variables de liquide de passage, de sorte qu'aux endroits à plus grande vitesse de passage il se produit des bourrelets sur le moule.
Au lieu de modifier la dépression dans les conduites on peut évidemment aussi aspirer avec la même dépression et l'on peut modifier la durée de passage, lorsque les conduites d'évacuation peuvent être coupées indépendamment les unes des autres, de sorte que l'aspiration peut encore continuer dans une conduite d'évacuation, tandis qu'une autre conduite d'évacuation est déjà coupée.
De préférence, le corps moulé est rendu préalable- ment compact et solidifié avant de l'enlever du moule. le poinçon servant à la compacité préalable peut présenter des ouvertures à l'aide desquelles le corps moulé peut être aspi- ré au poinçon pour qu'il soit enlevé à l'aide de ce dernier du moule.
Lorsque la pièce moulée ainsi préparée est soumise au travail à la presse terminal, on emploie un poinçon qui présente des évidements dans lesquels s'adaptent les bourre- lets coulés et qui ont une profondeur telle que les bourrelet ne sont comprimés que dans la mesure désirée, qui correspond à la solidité désirée des bourrelets. De cette manière, on peut préparer des bourrelets mous de forme exacte, qui servent de rembourrage. Mais on peut préparer de cette manière égale- ment des bourrelets durs, qui servent de nervures de renfor- cement de la pièce pressée.
A l'aide du poinçon s'élargissant radialement, dé- crit plus haut, on peut également presser des filets par exem- ple sur la paroi extérieure de la pièce. Dans ce cas, il est préférable et parfois aussi nécessaire de prévoir une matrice de presse extérieure, composée de plusieurs parties .
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La matrice de presse extérieure est chauffée de fa- çon connue et la matrice de presse intérieure est munie de rainures d'écoulement pour le liquide exprimé et d'un tamis recouvrant les rainures d'écoulement.
Le poinçon s'élargissant radialement est composé de préférence d'un certain nombre de segments. La fente qui lors de l'élargissement du poinçon est produite entre les diffé- rents segments peut être couverte grâce à un recouvrement des segments, lorsqu'il semble nécesaire d'empêcher une pé- nétration des matières fibreuses dans la fente. Un joint peut également être préparé par des bourrelets en caoutchouc vul- canisés, collés ou insérés entre les segments, qui restent encore les uns sur les autres même lorsque les segments sont écartés. Les fentes peuvent également être pontées à l'aide de pièces de jonction élastiques entre les segments.
Dans de nombreux cas, on peut éviter de telles pièces de jonction, parce que la matière fibreuse, à cause de sa grande viscosité, ne pénètre pas entre les fentes des segments du poinçon, aussi longtemps que ces fentes ne sont pas trop grandes.
L'invention est expliquée avec plus de détails en se rapportant à une forme de réalisation, à l'aide des dessins annexés .
La figure 1 représente en coupe une enveloppe de protection pour une bouteille en verre.
La figure 2 représente en coupe le moule pour la fabrication de la pièce moulée.
La figure 3 représente en coupe la matrice de presse.
La figure 4 représente, moitié en coupe le poinçon.
La figure 5 représente une coupe¯ suivant la ligne V-V de la figura 4.
La figure 6 représente en élévation latérale un seg- ment du poinçon.
La figure 7 est une représentation schématique du travail à la presse.
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L'enveloppe de protection 1 représentée par la fi- @ gure 1, qui est .constituée de matières fibreuses, présente à l'intérieur deux nervures 2 et à une extrémité un filet extérieur 3. le moule 4 représenté par la figure 2 est réalisé en deux parties et présente du coté intérieur des nervures 5 sur lesquelles s'appuie le tamis de forme 6. Les canaux se trouvant entre les nervures 5 se rejoignent en grande partie dans l'espace 7, qui est en communication avec l'ou- verture d'évacuation 8. Deux canaux se rejoignent dans l'es- pace 9, qui est en communication avec l'ouverture d'évacua- tion 10. Les- canaux se trouvant entre les nervures 5 com- portent en vue d'un support supplémentaire du tamis de forme 6 d'étroites bandelettes verticales distancées,non représen- tées.
Le liquide contenant les matières fibreuses est introduit par l'ouverture 11, et il est aspiré, par les ouver- tures 8 et 10. Au cours de cette opération les matières fibreuses se déposent en couche 12 sur le tamis de forme 6.
Puisque le liquide est aspiré avec une forte dépression par l'ouverture 10, le dépôt de matières fibreuses est plus grand dans la région des canaux qui aboutissent à l'espace 9, et des nervures 13 sont formées.
La matrice de presse 14 représentée par la figure 3 est également composée de deux parties, elle possède une ma- trice intérieure correspondant à la forme extérieure de l'enveloppe de protection 1, est entourée d'une chemise de chauffage 15 et présente à sa partie supérieure le filet in- térieur 16, qui correspond au filet extérieur 3 de l'envelop- pe de protection 3.
Le poinçon 17 de la figure 4 se compose d'une bride 18 sur laquelle sont disposées des lamelles 19. Ces lamelles présentent sous la bride des rainures 20.
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Le segment de poinçon 21 représenté par la figure 6 est pourvu de bandelettes 22 qui s'adaptent dans les in- terstices entre les lamelles 19 (voir la figure 5).
Elles ont à l'extérieur la forme de l'enveloppe de protection achevée et présentent des rainures d'écoulement 23 pour la liquide chassé de la pièce moulée lors du travail à la pres- se. Les rainures 23 peuvent étre recouvertes d'un tamis.
A l'extrémité supérieure elles présentent une tête de marteau 24, avec laquelle elles s'insèrent dans les rainures 20 du poinçon 17. Lorsque les segments 21 sont appliqués à la surface extérieure des lamelles 19, ils forment, comme le re- présente en vue la figure 4, où cependant les fentes partiel- les verticales sont omises pour plus de clarté, un poinçon, dont le diamètre est plus petit que le diamètre intérieur de la pièce moulée 12.
Après que la pièce moulée 12 ait été insérée dans la matrice de presse 14, qui est représentée schématiquement par la figure 7, on fait pénétrer le poinçon 25 dans la pièce moulée. Au cours de cette opération une pression verticale n'est exercée que sur les éléments de la base, jusqu'à ce que le poinçon ait atteint sa position la plus basse. Dans cette position les évidements 27 des segments de poinçon se trouvent en face des nervures 13 de la pièce moulée.
On fait péné- trer à présent un mandrin 26 dans le poinçon, qui avec sa surface conique s'applique sur la surface limite conique 28 des segments de poinçon et, glissant le long de celle-ci, chasse les segments vers l'extérieur. 41 se forme ainsi en- tre les différents segments des fentes, qui sont couvertes par les recouvrements 29, pour éviter une pénétration éven- tuelle de la matière fibreuse dans le poinçon, Pendant le mouvement vers le haut des segments. de poinçon la pièce mou- lée est comprimée et ses portions supérieures sont introdui-
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tes dans les pas de filet 16 de la matrice. Les segments ont, en correspondance avec le filet, à leur partie supérieu- re une forme telle que l'enveloppe de protection a, môme dans la région du filet, la même épaisseur de paroi.
Lors du travail à la presse les bases des rainures 27 ne s'ap- pliquent que plus tard sur les rainures 13 de la pièce mou- lée, de sorte que les nervures 13 sont moins comprimées que le reste de la paroi, et restent par suite plus molles$ for- mant ainsi des nervures de rembourrage 2(figure 1). Mais ces nervures de rembourrage ont un profil intérieur qui corres- pond exactement au diamètre extérieur de la bouteille en ver- re qui doit être introduite dans l'enveloppe de protection.
Après le travail à la presse on enlève d'abord le mandrin 26, et l'on tire ensuite à nouveau les segments 21 du poinçon radialement vers l'intérieur. Cela peut être réalisé en entourant par exemple les segments d'anneaux élastiques, à l'aide desquels ils sont tirés et réunis vers le centre. Mais on peut également les relier avec le mandrin 26 de façon telle que le mpuvement axial de ce mandrin a né- cessairement pour conséquence un mouvement radial des segments de poinçon. Les segments se détachent ainsi complètement de l'enveloppe de protection terminée, de sorte que le poin- çon 25 peut être retiré de l'enveloppe de protection.
Afin de retirer facilement l'enveloppe de protection terminée de la matrice 14,- cette dernière est exécutée en deux parties qui sont séparées suivant une verticale.
Le poinçon peut également avoir une forme telle qu'avec sa portion inférieure il confère la forme définitive au goulot de l'enveloppe de protection et que les segments 21 ne compriment par mouvement radial que la paroi de l'enve- loppe de protection. Dans ce cas, la tête du poinçon n'est pas formée par les extrémités inférieures des segments 21,
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mais par l'extrémité inférieure du corps du poinçon 17, qui est à parois pleines .
Entrecetteextremité inférieure à parois pleines du poinçon et la bride 18 sont alors disposées les lamelles 19, en tant que nervures, avec des fentes subsis- tant entre elles dans lesquelles se déplacent les segments 21, Dans ce cas, la tte de marteau 24 des segments et les rainures 20 des lamelles 19 peuvent être omises puisque les segments se déplacentsur la portion inférieure fermée du poinçon et ne peuvent pas tomber du poinçon.
Après le travail à la presse on estampe l'ouverture 30 (figure 1) pour le goulot de la bouteille Elle peut évidemment être prévue d'avance dans la pièce moulée.
REVENDICATIONS.
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1.- Procédé pour la fabrication de récipients en matières fibreuses, spécialement d'enveloppes de protection pour des objets fragiles comme des ballons et des bouteilles en verre, caractérisé en ce qu'à partir des matières fibreu- ses on forme d'abord une pièce moulée en faisant passer un liquide contenant les matières fibreuses par un tamis ayant la forme du récipient, les matières fibreuses se déposant sur le tamis en une couche de l'épaisseur désirée, et en ce qu'ensuite la pièce moulée est solidifiée sous pression élevée dans une matrice de presse qui correspond à la forme extérieure du récipient, par un poinçon intérieur s'élar- gissant radialement.