Les procédés actuellement connus de fabrication
- de corps creux en matière thermoplastique consistent en une première opération par laquelle la matière thermoplas� tique ramollie subit une extrusion par une tuyère annulaire et une seconde opération, qui, considérée dans le temps, peut meme empiéter sur la première, par laquelle la portion tubulaire obtenue par extrusion se dilate dans un moule dans lequel on refoule de l'air comprimé par exemple par une aiguille de perforation ou un tube disposé dans l'axe longitudinal de la tuyère annulaire.
Ces précédés conviennent assez bien au traite- ment de matières dont la viscosité à l'état ramolli est considérable, mais ils ne conviennent pas à celui d'autres matières qui, une fois ramollies, sont extrêmement* fluides de sorte que la portion tubulaire obtenue par
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fet de son propre poids . Les-., matières de'la première ca.tegorie sont par exemple les résines de polyéthylène, tandis que celles, de la seconde sont les résines de polyamides. En fait, ainsi qu'il est connu des spécialistes, la fabrication de corps creux en résines de polyamides a donné lieu jusqu' à présent à des difficultés considérables qui résultent effectivement de la forte flui-
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Un des objets de l'invention consiste à remédier à ces inconvénients par un. procédé et un dispositif de fabrication de corps creux en n'importe quel type de résine, mêmes celle s qui sont extrêmement fluides à chaud.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description détailla'qui en est donnée ci-après à titre d'exemple, mais non de limitation,
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la fig. 1 est une coupe verticale par l'axe des principaux éléments de la machine,
les fig. 2 et 3 sont des coupes partielles de certains éléments de la fig. 1 au cours des deux opérations du procédé et
la fig. 4 est une coupe à plus grande échelle d'un détail de la machine.
Un arbre 10 en acier de forte résistance, fig. 1 est monté à rotation autour de son axe longitudinal vertical X-X, Une roue dentée 11 clavetée sur l'arbre 10 engrène avec un pignon 12, accouplé par son arbre 13 à <EMI ID=4.1>
bre 10 par intermittence. Une table circulaire 14 formée par deux disques horizontaux superposés 15, 16 est fixée sur l'extrémité supérieure de l'arbre 10 de façon à tourner avec lui.
La fig. 1 ne représente en coupe que la portion de la table 14 située à gauche de l'axe X-X. Le disque 15 comporte un rebord cylindrique périphérique 17 dressé verticalement et le disque 16 un rebord semblable dirigé vers le bas 18, qui se soude'radialement en dehors de façon à former un rebord radial 19 sur toute la périphérie du disque 16. Une série- circulaire de moyeux, tels que 20, est ' fixée sur le rebord radial 19, les moyeux se dirigent vers le bas et sont uniformément répartis sur le rebord autour de l'axe X-X. Le groupe moteur qui fait tourner l'arbre
13 du pignon 12 oomporte un.régulateur qui le règle de façon à faire tourner l'arbre 10 en permanence pas à pas d'une fraction de tour correspondant à l'intervalle angulaire entre les moyeux 20. Ceux-ci sont percés chacun d' un trou vertical 21 dit ci-après "chambre de transfert".
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demment uniformément réparties autour de l'axe X-X. La section de chaque chambre de transfert est de préférence circulaire et leurs parois périphériques sont éventuellement polies. L'extrémité supérieure de chaque chambre de transfert débouche dans une couronne annulaire circulaire 22 disposée sur la face supérieure du rebord radial 19.
Un élément 23 d'une presse d'extrusion est percé d'un canal 24, qui se raccorde à un canal 25 de la tuyère d'extrusion 26 fixée sur la presse 23 par un collier à vis 27. A l'encontre des formes de oonstruotion connues la section du canal 25 est simplement circulaire et non annulaire et son diamètre est égal à celui de la chambre de transfert 26. L'extrémité libre de la tuyère 26 se courbe vers le bas immédiatement au-dessus de la couronne
22 et se termine par un profil complémentaire de celui
de la couronne, de sorte que lorsque la table 14 tourne, l'extrémité libre de la tuyère glisse en contact étroit avec la couronne et l'orifice du canal 25 peut venir successivement en face de celui des chambres de transfert successives 21, chaque fois que la table 14 cesse de tour-:
ner autour de l'axe X-X. Bien entendu la rangée circulaire des chambres de transfert 21 est concentrique à l'axe X-X.
Un cylindre hydraulique ou pneumatique 30 à
axe vertical et dans lequel un piston est mobile suivant son axe est fixé sur la face périphérique extérieure du rebord 17 du disque 14 au-dessus de chaque chambre de transfert 21. Le cylindre est du type à double section,
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culation du liquide dans le cylindre, on peut faire monter et descendre le piston 31. La tige du piston 32 fixée sur le piston 31 est creuse et constitue un second cylindre à fluide sous pression 33 en alignement/avec le cylindre 30 et avec la chambre de transfert correspondante 21. Le cylindre 33 est aussi du type à double action et par suite le piston 34 qui y est mobile peut monter
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le bas par un canal cylindrique 35 dans le prolongement de la chambre de transfert 21 et de même section qu'elle. Une tige 36 fixée sur le piston 34 est mobile suivant son axe dans le canal 35 et est percée d'un trou axial 37 qui se prolonge sur toute sa longueur et se termine en bas par une aiguille 38. La longueur axiale du canal 35 est
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complètement dans le canal lorsque le piston 34 occupe
sa position la plus élevée. Le profil de la face transversale inférieure 39 de la tige 32 du piston 31 est complé-mentaire de celui de la couronne 22, de sorte que lors-' que le piston 31 descend, la face 39 de la tige est exactement en contact avec la couronne 22, tandis que le canal 37 et l'aiguille 38 de la tige 36 sont exactement dans le prolongement de l'axe longitudinal de la chambre de transfert 21. La tige 32 avec sa face 39
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39 se trouve à une distance de la couronne 22 suffisante pour que la tuyère d'extrusion 26 passe librement entre ces éléments.
Chaque chambre de transfert comporte au-dessous d'elle un moule 40 se composant de deux moitiés 41, 42 qui en position de fermeture forment ensemble une cavité de moulage 43 ouverte en haut dans le prolongement de la chambre de transfert 21. Le mouvement des deux moitiés des moules est obtenu par des vérins 44 à fluide sous pression et leurs tiges de piston 45. Les moitiés 41, 42 des moules et les vérins 44 sont supportées par une console 46 fixée sur la table 14 par des boulons 47 qui fixent aussi les deux disques 15, 16 l'un sur l'autre.
Les dispositifs qui font arriver le fluide sous
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ne sont pas décrits en détail, car ils sont supposés connus et par suite s'appliquent facilement à la machine de l'invention plus spécialement en considérant les opérations qu'elle exécute et qui sont décrites plus loin. Les moyeux 20 contenant les chambres de transfert 21 sont entourés chacun par un élément de chauffage 50, consistant par exemple en résistances électriques alimentées par des dispositifs non représentés et connus des spécialistes, qui peuvent être adaptés aux conditions de la manière la plus commode.
Les diverses opérations du procédé perfectionné de l'invention sont décrites ci-après en détail en même temps que le fonctionnement de la machine décrite ci-des-' sus qui les exécute.
On suppose que la machine est venue dans la position de la fig. 1, après que la table 14 a tourné antérieurement de l'angle qui oonvient autour de l'axe X-X. Dans cette position, les pistons 31 et 34 occupent leur position la plus élevée, les moitiés du moule sont complètement ouvertes, (plus largement que sur la fig.l) et l'orifice de sortie du canal d'extrusion 25 de la tuyère 26 est en. face de la chambre de transfert 21 d'un des moyeux 20. Etant donné qu'ainsi qu'il a déjà été dit, la table 14 tourne par intermittence, on suppose que la machine est immobile dans la position représentée et décrite.
De plus on suppose que la presse d'extrusion, dont les éléments 23, 26 et 27 sont représentés, fonctionne, c'est-à-dire que la matière thermoplastique ramollie arrive dans les canaux 24, 25. Dans ces conditions, la première opération du procédé consiste à refouler par la tuyère 26 un certain volume de la matière dans la chambre de transfert 21. Cette matière coule de haut en bas dans la chambre de transfert et arrive jusqu'à un certain niveau indiqué par le ménisque en pointillé de la fig. 1.
On considère que dans cette opération, même
s'il s'agit d'une matière extrêmement fluide, telle que les résines de polyamides, son mouvement de bas en haut dans la chambre de transfert 21 est provoqué simplement par la pression exercée par la presse d'extrusion et non par le poids de la matière elle-même, qui au moment où
la pression cesse de s'exercer, s'équilibrerait facilement par la tension superficielle dans la région du mé-nisque ainsi que par l' adhérence, quoique faible, sur
les parois de la chambre de transf'ert 21. On peut donc dire qu'à ce moment la masse de la matière est supportée sur la majeure partie de sa surface extérieure,, en évitant
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ture sous l'effet de son propre poids. Lorsque le volume de la masse refoulée dans la chambre de transfert 21 atteint une certaine valeur, la table 14 tourne d'un pas angulaire. Il suffit pour provoquer ce mouvement de rotation d'avancement secondaire de disposer dans le groupe moteur un élément de réglage de temporisation, de préférence d'un type réglable, pour que la durée de l'arrêt du mouvement de la table 14 soit suffisante et- ne dépasse pas celle qui est nécessaire pour refouler un volume
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pendant le mouvement d'avancement de la table 14, la face antérieure de la tuyère 26 glisse sur la couronne 22 en contact étroit avec elle, de façon à détacher le volumes de la matière refoulée dans la chambre 21 du
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se d'extrusion. La masse de matière se supporte donc d'elle même dans la chambre 21 sous l'effet de son adhérence'. sur les parois et de son ménisque, ainsi qu'il a déjà été dit. Si on considère que le moyeu 20 est chauffé en même=
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21 conserve en permanence ses propriétés de fluidité nécessaires à la suite de son traitement.
Lorsque la table 14 a avancé d'un pas angulaire, la tuyère 26 vient dans le prolongement de la chambre de transfert suivante et les opérations décrites ci-dessus recommencent, et ainsi de suite. Il est'évident que le refoulement d'une masse de la matière dans chaque chambre de transfert s'effectue à une vitesse relativement grande, le plus souvent inférieure à une seconde , de sorte que
la production par heure de la machine perfectionnée peut atteindre au moins 3600 pièces, en tenant compte aussi
des intervalles de temps qui sont nécessaires à la table
14 pour effectuer ses mouvements d'avancement et qui, d' une manière générale, ne dépassent pas 2 à 3 dixièmes de
secondes, pourvu que l'intervalle périphérique qui sépare Des chambres de tranfert 21 soit aussi réduit que possible et compatible avec les dimensions globales des cylindres 30 combinés avec les diverses chambres. Si on considère aussi la suite de la description, on voit que
la production par heure de la machine perfectionnée ne dépend que de la durée des périodes d'injection des diverses masses dans les diverses chambres de transfert, ainsi que du temps nécessaire au mouvement d'avancement intermittent de la table.
Si on considère de nouveau la première masse injectée dans la chambre 21, on voit qu'à la suite du mouvement angulaire de la table 14 la chambre 21 est ouverte à son extrémité supérieure au-dessous de la face antérieure
inférieure 39 de l'obturateur 32 formant la tige du pis-
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ton 31.
En faisant arriver le fluide sous pression dans le cylindre 30, on fait descendre le piston 31 en faisant venir la face 39 en contact étanche avec la couronne 22, fig. 2, c'est-à-dire avec la région qui entoure l'extrémité supérieure de la chambre 21. On voit nettement sur cette figure de quelle manière la masse 60 est contenue dans la chambre de transfert 21. En faisant arriver immédiatement après le fluide sous pression dans le cylindre 33, on fait descendre le piston 34, de sorte que l'aiguille creuse 38 de la tige 36 du piston 34 pénètre dans la masse 60 sans la traverser complètement et, pendant que la tige 36 continue à descendre, elle pousse la <EMI ID=16.1>
bre de transfert 21. Le mouvement de descente du piston
34 s'arrête dès que la masse 60 affleure dans la cavité de moulage du moule 40, qui est resté ouvert jusqu'à présent.
En observant en détail'le mouvement de la tige
36 avec l'aiguille 38, on voit que l'aiguille pénètre d'abord dans la masse 60, pendant que celle-ci est supportée extérieurement par les parois de la chambre de transfert et par le ménisque dont il a été question à propos de la fig. 1. Si on considère que l'aiguille 38 est relativement froide, elle pénètre dans la masse 60 de la matière thermoplastique ramollie et chaude sans que celle-ci adhère sensiblement à l'aiguille, de sorte que d'une manière générale, suivant les autres procédés connus, le mouvement de pénétration de l'aiguille peut être assez prononcée.
Lorsque la totalité de l'aiguille a pénétré dans la masse 60, celle-ci est refoulée hors de la chambre de transfert par l'action de la tige 36 qui, étant donné que son diamètre extérieur est sensiblement égal à celui du trou de la chambre 21, remplit la fonction d'un piston et refoule la totalité de la matière plastique, de haut en bas jusqu'au niveau qu' on désire, tel qu'il peut être détermine par le piston 34 venant en contact avec la partie inférieure du cylindre
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60 est libre sur sa périphérie extérieure mais est supportée à l'intérieur par l'aiguille 38, de sorte que la matière thermoplastique ramollie ne risque pas de se rompre. Si on considère que la longueur de l'axe de l'évidement 43 coïncide avec sa dimension dans une direction pa-
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il y a lieu de remarquer que l'aiguille 38 se prolonge en longueur sur une notable portion de la dimension axia-le de cet évidement 43. De plus, il y a lieu de remarquer que l'aiguille 38 comporte une portion de base cylindri-
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36a de la tige 36. Les deux moitiés 41, 42 du moule viennent en contact en position de fermeture le long d'une surface plane, à l'exception des portions supérieures en
face de la portion de base 38a de l'aiguille 38, qui sont évidées de façon à enfermer et à serrer entre elles la portion de base 38a à laquelle adhère la matière une fois le moule fermé.
Dès que la masse 60 a été refoulée dans la région entre les deux moitiés 41 et 42 du moule, dans la position de la fig. 3, un dispositif de commande approprié ferme automatiquement le moule en faisant venir les éléments dans la position relative de la fig. 4. La masse 60 est ainsi enfermée dans la cavité de moulage 43, sauf clans la portion supérieure de bout qui est maintenue serrée en formant un joint hermétique autour de la portion de base 38a de l'aiguille 38. L'opération suivante du procédé consiste à refouler l'air de dilatation par le canal 37 de la tige 36 et de l'aiguille 38, en provoquant ainsi la dilatation de la masse 60 et en faisant adhérer la matière thermoplastique sur les parois de la cavité de moulage 43. Cette opération est relativement délicate car la pression initiale de l'air refoulé ne doit pas être assez forte
pour transpercer la portion 60a de la masse située à la pointe de l'aiguille. La pression étant ainsi réglée, l'air arrive dans les zones qui opposent la plus faible résistance, c'est-à-dire l'interface entre l'aiguille et la matière thermoplastique et détache progressivement la matière de -la. pointe et de le. surface périphérique de l' aiguille . L'action exercée par l'air comprimé est alors analogue
à celle de l'air pénétrant entre les surfaces de l'aiguille et de la matière, à part la région serrée autour de
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détachée de l'aiguille, on peut faire augmenter la pression de l'air refoulé à la valeur normalement adoptée dans la fabrication des corps creux, au moyen d'une aiguille creuse d'une manière connue des spécialistes.
Il y a lieu de remarquer que les opérations et traitements décrits ci-dessus s'effectuent pendant que
la table 14 tourne autour de l'axe X-X, de sorte que tous ces mouvements peuvent être provoques automatiquement, par exemple par une came immobile ou par un interrupteursélecteur électrique, ou analogue, d'une manière facile
à comprendre et connue d'après d'autres machines convenant à cet effet et dont certaines aspirations sont commandées en fonction de la position angulaire dans laquelle est venue la table en tournant. L'arrivée de l'air de refoulement est facile à maintenir dans l'aiguille par des dispositifs de commande de cette nature et les moules peuvent être convenablement refroidis par exemple par circulation d'eau pendant un mouvement angulaire de la table d'une amplitude suffisante pour que la matière s'étant dilatée dans le moule, durcissent suffisamment pour qu'on puisse la démouler.. L'amplitude de ce mouvement angulaire
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mouvement de rotation de la table.
Pendant que la matière se dilate et durcit en contact avec les parois de la. cavité de moulage, le moule vient
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le moule, on renverse le sens de circulation du fluide dans les cylindres 30, 33 pour faire revenir les pistons 31, 34 dans leur position, initiale de la fig.l. Etant donné que le moule est ferme, le corps creux qui vient d'être moule glisse sur l'aiguille 38 en la quittant et reste dans le moule. Lavable 14 ayant tourné d'un pas angulaire de plus, le moule arrive au poste de démoulage, où le moule s'ouvre et où le corps creux fini tombe librement dans un panier collecteur ou analogue. Si on le désire, on peut disposer avant le poste de démoulage un poste d'ébarbage, où une lame de couteau passe sur la face 40a
du moule, pour en détacher nettement les bavures 60b, fig. 4. La lame de couteau peut.être montée en permanence <EMI ID=23.1>
fectue pendant que les moules passent sur le couteau. Cette solution avantageuse est facile à réaliser du fait que les mouvements angulaires de la table sont nettement délimités, de sorte que l'ébarbage est parfaitement net.
On voit que le. procédé de l'invention permet de traiter d'une manière satisfaisante, même des matières thermoplastiques relativement fluides, du fait que d'une manière générale la masse refoulée par extrusion est supportée temporairement par l'extérieur dans la chambre de transfert 21, puis s'enfile sur un support intérieur 38, une fois le support extérieur enlevé, et se dilate finalement en se détachant du support intérieur.
Il y a lieu de faire remarquer que le terme"masse" choisi dans la description doit être considéré comme désignant un volume de la matière sous forme d'une portion de cordon ou de barre pleine sortant d'une tuyère. Ce cordon ou barre pleine peut avoir n'importe quelle section
à volonté, cependant pour des raisons évidentes, on donne la préférence à une section cylindrique circulaire, qui est obtenue dans ces conditions sous l'action de forces telles que la viscosité et la tension superficielle. D'au-
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