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"MATRICE A JUPE A DECOMPRESSION"
Cette invention concerne des matrices prévues pour mouler des matières plastiques et en fabriquer des ar- ticles ayant la forme de "matrice à broches", et plus parti- culièrement des matrices à grande vitesse, prévues pour es- tamper des barres de savon ou de détergents en forme de "matrice à broches" au moyen de matrices à jupe, comprenant ' un moyen pour raccourcir le cycle d'extrusion et/ou rédaire les efforts d'estampage totaux agissant sur la machine.
Des articles tels que des savons en barres ont été moulés pendant de nombreuses années en forme de "matrice à broches". Tel qu'il est utilisé dans le commerce, un arti- cle ayant cette forme convient pour être estampé au moyen d'une paire de matrices présentant des surfaces ou portées périphériques, prévues pour se rencontrer en un contact es- sentiellement face à face, contrairement à l'estampage au
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moyen d'une matrice à botte ou à botte à broches, dans la- quelle les bords périphériques des surfaces opposées appli- quant la pression de moulage pour former l'article ne sont pas amenés en contact.
Dans les formes d'exécution les mieux connues de ces dernières formes de matrices, une demi-matrice est engagée télescopiquement à l'intérieur d'un passage ména- , gé dans une botte, entourant l'autre demi-matrice et présen- tant les surfaces de moule interconnectant les bords périphé- niques des demi-matrices. Ainsi donc, la matrice 4 botte ou à botte à broches estampe un article présentant des extrémi- , tés et des panneaux latéraux, dont les surfaces sont entou- ,. rées d'une bande plane continue du fait qu'il a été moulé à la forme du passage de la botte, entre les bords périphéri- ', ques des demi-matrices, tandis qu'un article en forme de "matrice à broches" ne possède pas cette bande.
Tel qu'il se pratique normalement, dans le procé- dé d'estampage de barres en forme de matrice à broches, la matière en excédent est extrudée dans toutes les directions à partir de la périphérie de la barre, ce qui nécessite une opération d'ébarbage exécutée, soit à la main, soit avec un mécanisme spécial d'ébarbage automatique incorporé aux demi- ; matrices ou agissant conjointement avec celles-ci. S'il est effectué manuellement, l'ébarbage est coûteux et laisse fré- quemment une nervure grossière autour de la barre, le long de la ligne de séparation de la matière en surplus.
D'autre part, l'ébarbage automatique tend à produire une ligne d'ébarbage plus nette, mais a pour résultat un dép8t de dé- chet de matière en surplus autour de la machine et des demi- matrices, ce qui oblige à une opération continue et diffici- le de nettoyage et de ramassage de celui-ci.
De nombreuses formules de savons et/ou de déter- gents (désignés ci-après collectivement sous le nom de savon) quoique désirables du point de vue du rendement, ne possèdent
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pas le degré de plasticité ou de resoudabilité permettant une bonne opération d'estampage. Tel que pratiqué actuelle- ment, l'estampage de ces formules en barres ayant la forme de matrice à broches a fréquemment pour résultat un produit présentant un certain nombre de craquelures capillaires sui- vant essentiellement la direction d'orientation des cristaux sur les panneaux latéraux ou frontaux de la barre.
Ce type de défaut se présente surtout quand une extrudeuse fabrique des ébauches de savon identiques pour des formes de barres variées ou quand il n'est pas possible d'extruder des ébau- ches dont la section transversale se rapproche de celle de la barre terminée.
Ces craquelures capillaires, qui surviennent d'ha- bitude dans deux plans à peu près perpendiculaires l'un à l'autre et, grosso modo, situés à un angle de 45 environ par rapport à la direction d'estampage, lorsque l'ébauche est déformée par cette opération, ne devraient pas être con- fondues avec le type de craquelures connues dans l'industrie sous le nom de "craquelures sèches" ou avec une autre forme appelée "craquelures humides", qui sont déterminées ou pro- voquées par le procédé ou l'équipement utilisé avant l'estam- page ou par les caractéristiques physiques du savon même.
Les craquelures capillaires devant être corrigées par l'inven tion constituent des défauts de qualité sérieux, car non seulement ils abîment l'aspect de la barre sortant de la ma- trice, mais ils sont visibles pendant un certain temps lors- que la barre est utilisée par le consommateur.
C'est un but de la présente invention d'éliminer les inconvénients ci-dessus des anciens dispositifs.
Un autre but de la présente invention est de four- nir, pour des produits de savon en forme de matrices à bro- ches, une matrice qui évite la nécessité d'un ébarbage à la main de la mat j ère en surplus, facilite le ramassage de cette
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matière, élimine les craquelures capillaires indésirables dans les panneaux de face.ou de c8té du produit, raccourcie -, , le cycle d'extrusion des déchets et/ou réduit les forces d'estampage totales agissant sur la presse, et simplifie le problème d'enlèvement des barres.
Un autre but de l'invention est de fournir una matrice convenant pour être utilisée sur un équipement de production à grande vitesse.
En bref, suivant un aspect de cette invention, il'est préva une matrice pour estamper la matière plastique et en former un article, comprenant des demi-matrices cor- respondantes dont chacune possède une cavité délimitée par une portée étroite, et une jupe dont des parties sont conti- guës aux portées longitudinales des demi-matrices et paral- lèles à celles-ci, afin d'empêcher l'extrusion latérale de la matière plastique en excès.
Une autre forme d'exécution prévoit une paire de matrices, pour estamper une matière plastique et en former un article, comprenant des demi-matrices correspondantes dont chacune présente une cavité délimitée par une étroite portée, un dispositif pour limiter l'extrusion de déchets de cette paire de matrices qui se produit ainsi entre des parties mineures de ces portées et un dispositif de décom- pression constitué par un certain nombre de passages s'éten- dant depuis l'enceinte formée par ces cavités, au cours de la période de déformation finale de la matière plastique.
Les passages ont une superficie cumulée de leurs section: transversales d'au moins 2,32 mm2 et chacun présente une su- perficie minimale de section transversale d'au moins 0,45 mm2.
Tandis que la spécification conclut par des reven- dications indiquant en particulier et revendiquant distire- tement l'objet considéré comme étant la présente inventiez, on croit que celle-ci sera mieux comprise à la lecture de
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la description suivante d'une forme préférée d'exécution, lue en se reportant aux dessins annexés, où : la figure 1 est une vue en perspective, montrant une matrice à jupe de l'invention avec une ébauche de savon entre les deux demi-matrices; la figure 2 est une coupe dans la matrice à jupe de la figure 1, suivant la ligne 2-2 de celle-ci; la figure 3 est une coupe similaire à celle de la figure 2 faite au moment où la matrice à jupe a effectué une impression complète sur l'ébauche de savon;
la figure 4 est une vue en perspective, de dessus, montrant la paire de matrices à jupe de la figure 1 s'appro- chant de la position d'impression complète; la figure 5 est une coupe similaire à celle de la figure 3, montrant une forme d'exécution utilisant un mo- yen pour empêcher le contact direct entre les demi-matrices; la figure 6 est une modification de la figure 1, illustrant une forme de dispositif de sécurité; la figure 7 est une coupe dans la matrice à jupe de la figure 6, suivant la ligne 7-7 de celle-ci; la figure 8 est une vue en perspective, de dessus, montrant la paire de matrices à jupe de la figure 6 s'appro- chant d'une impression complète, et la figure 9 est une coupe partièlle composite de la demi-matrice inférieure, illustrant deux formes modifiées de dispositifs de décompression.
En se reportant à la figure 1, on voit que celle- ci représente, à titre d'exemple, une ébauche de savon 11, entre deux demi-matrices correspondantes la demi-matrice su- périeure 12 et la demi-matrice inférieure 13, en position pour être estampées entre celles-ci, de manière à être mou- lée à la forme des cavités 14 des matrices. L'ébauche de savon 11, qui est de préférence du savon broyé, est reçue
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comme pièce fraîchement coupée d'une extrusioncontinue de savon fournie par une extrudeuse appropriée. A ce moment, l'ébauche de savon 11 est à l'état chaud et plastique qui convient le mieux pour l'opération d'estampage, puisqu'elle doit être considérablement déformée pour se conformer aux cavités 14 des matrices.
Comme dans les autres opérations d'estampage, une liqueur à matrice telle qu'une solution de saumure, est utilisée comme agent de lubrification et de dé- gagement, de préférence en appliquant la liqueur à l'ébauche de savon 11 avant de placer celle-ci en position pour l'opé- ration d'estampage. La liqueur spécifique utilisée et son procédé d'application sont naturellement des questions d'ap- préciation et on en connait de nombreuses variétés dans le métier.
La longue barre extrudée en continu de l'extrudeu- . se à savon possède une structure grenue ou cristalline orien- tée suivant la direction de l'extrusion. Comme l'ébauche de savon 11 est découpée de la longue barre, elle présente éga- lement un grain suivant la direction d'extrusion et en l'oc- currence, longitudinalement. Quoiqu'il soit possible de pré- , parer des ébauches 11 avec un grain transversal à la longue dimension, tel n'est pas habituellement le cas. A cet effet, les termes utilisés ici, comme "longueur" ou "longitudinal" ou d'autres mots distinguant ùne dimension ou face de l'autre dimension en plan et désignant une dimension physique plus grande, devraient s'interpréter comme signifiant la dimen- sion de la matrice ou de l'ébauche qui est parallèle au grain du savon.
De même, les termes "largeur", "en travers", "latéral" et d'autres mots descriptifs semblables sont des- tinés à désigner la dimension de la matrice ou de l'ébauche transversale à la direction du grain.
Dans toutes les opérations d'estampage similaires, l'ébauche de savon 11 doit avoir un diamètre optimal, en vue
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de l'économie et de l'obtention de meilleurs résultats pour la dimension et la forme de la barre en cours de production.
Une fois que les matrices ont été préparées, ceci est affai- re d'expérience et ne doit pas être discuté en détail ici.
Dans le même ordre d'idées, on a l'habitude de découper l'ébauche de savon 11 à une longueur supérieure à celle de la matrice, dans une mesure limitée permettant d'éviter ce qu'on appelle dans l'industrie une "marque d'eau". Il s'agit ici de la ligne de séparation de deux nuances différentes .ou distinctes de la teinte du savon dans une même barre et qui se rencontre d'habitude à chaque extrémité des barres estampées à partir d'ébauches plus courtes que la longueur de la matrice.
Chacune des demi-matrices, tant la demi-matrice supérieure 12 que la demi-matrice inférieure 13, présente des cavités 14 épousant les contours de la surface extérieu- re de la partie de la barre qui doit y être moulée. Les sur- faces extérieures des demi-matrices de l'appareil donné comme exemple sont parallèles à la direction du mouvement des matrices, c'est-à-dire verticales. Ces surfaces vertica- les sont de forme identique et chacune est perpendiculaire au plan de la face de la matrice à l'intérieur de laquelle est formée la cavité 14 et a une section transversale avec une périphérie parallèle au bord périphérique de sa cavité respective.
Bien que ceci ne soit pas représenté dans les figures, divers motifs ou impressions pourraient être gravés ou placés en bas-relief sur la surface des cavités 14, afin de décorer et/ou d'identifier la source de la barre produite par la matrice. Ceci est naturellement une pratique normale et actuellement bien connue des personnes au courant du mé- tier. De même, d'autres caractéristiques bien connues dans l'industrie pourraient être incorporées aux demi-mairies
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pour favoriser la production et faciliter l'opération ; par exemple, on pourrait utiliser des éjecteurs pour contribuer à l'enlèvement des matrices de la barre finie et prévoir des passages pour la circulation d'un réfrigérant dans les demi- matrices.
Quoique ces caractéristiques pourraient faciliter l'opération d'estampages, elles ne sont pas essentielles à la présente invention et ne sont donc pas décrites en détail ici pour exposer le meilleur moyen de mettre celle-ci en pra- tique.
Les cavités 14 sont entourées chacune d'une portée 15 relativement étroite, délimitée par le bord périphérique des cavités 14 et la surface verticale extérieure des demi- matrices. De préférence, pour la gamme normale de dimensions de barres, la largeur de la portée 15 devrait être inférieure à 1,6 mm afin d'éliminer la nécessité de l'ébarbage.
Lors- qu'elles sont ainsi dimensionnées et en appliquant une pres- sion suffisante pendant l'estampage, tout savon en excès extrudé des matrices sera expulsé par pincement entre les portées correspondantes 15 opposées et les panneaux latéraux ainsi que les extrémités de la barre en seront débarrassés. quand des barres de savon broyé ayant une dimension désignée normalement comme "régulière" (c'est-à-dire ayant des dimen- sions comprises approximativement entre 50,8 mm et 57 mm pour la largeur et 76,2 et 89 mm pour la longueur) un effort de 3625 à 4530 kgs sur le plongeur de la matrice et une durée d'application d'environ 0,5 seconde sont normalement suffi- sants pour supprimer la nécessité d'un ébarbage des déchets.
Dans cette gamme de pressions, on a constaté que des portées inférieures à 0,8 mm de largeur s'usent rapidement et s'en- dommagent facilement, en raison des pressions appliquées dans l'estampage et pour d'autres raisons étrangères, à moins qu'il ne soit prévu des arrêts extérieurs, tels que ceux illustrés à la figure 5, pour empêcher un contact effectif
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des portées opposées. Toutefois, des portées dont la largeur dépasse 1,6 mm n'expulsent pas bien par pincement le déchet extrudé, en l'absence de pressions considérablement supé- rieures à celles qui sont utilisées avec une portée étroite et/ou une durée d'application prolongée pour les demi-matri- ces en position d'impression complète.
C'est pour ces rai- sons qu'il est hautement désirable de donner aux matrices de production des portées 15 d'une largeur inférieure à 1,6 mm, pour augmenter la vitesse et diminuer la charge de la machine et, si on n'utilise pas d'arrêts extérieurs, de maintenir la largeur entre 0,8 et 1,6 mm en vue d'allonger la vie de la matrice..
En ce qui concerne ce qui a été désigné sous le nom d'expulsion par pincement du déchet extrudé, on notera que dans l'estampage de barres de dimensions régulières, si l'on utilise les demi-matrices 12 et 13 (avec des portées 15 comprises dans des limites préférées) en exerçant sur le plongeur de la matrice une force d'environ 3625 kgs, l'extra- sion entre les portées 15 persistera sous la forme d'une fine membrane pendant 4 secondes environ avant de se séparer de la barre. On a toutefois constaté qu'en dépit de ce fait, on peut séparer l'extrusion de la barre après la durée d'ap- plication de la pression de 0,5 seconde mentionnée ci-dessus.
Le mécanisme de cette séparation doit, croit-on, consister en la fracture de la membrane, le long de la périphérie de la barre, provoquée par les efforts de traction développés par l'expansion de la barre faisant suite à l'arrêt de la compression de celle-ci. L'action expansive (due aux pres- sions internes dans le savon amenant la barre à se dilater légèrement en épaisseur, lorsqu'on réduit la pression de la matrice) a pour résultat un léger mouvement de la barre par rapport à la membrane et une rupture par traction de cette dernière.
En tout cas, on verra que pour expulser par pince-
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ment l'extrusion du déchet, les portées 15 opposées ne doi- vent pas être en contact direct et que les arrêts extérieurs mentionnés ci-dessus assurent en pratique le résultat désiré, L'expression "expulsion par pincement" devrait s'interpréter comme signifiant la séparation réalisée, soit par écrasement . de tout le déchet extrudé entre les portées 15 accompagné d'un contact direct de celles-ci, soit par l'action d'expan- sion décrite plus haut.
Une jupe 16 est prévue pour recevoir l'une des demi-matrices dans une ouverture 16a. Quoique la construction, spécifique de la jupe 16 n'ait pas d'importance aussi long- temps que ses éléments se combinent pour entourer la demi- matrice supérieure 12, le long de ses côtés, tout en lais- sant découvertes les extrémités de la matrice, le dessin mon- tre cette jupe comme possédant un corps avec des parties des--, cendantes, ou jupes, opposées 17, le long des bords longitu- dinaux de l'ouverture 16a. Cette ouverture a une dimension et une forme permettant à la demi-matrice de s'y ajuster fa- cilement, en empêchant un mouvement horizontal relatif entre ces pièces, qui pourrait provoquer un désalignement des demi-' matrices au cours de l'opération d'estampage.
Dans la forme d'exécution représentée aux.dessins, la jupe 16 s'applique à la demi-matrice 12, avec les jupes descendantes 17 s'éten- dant vers le bas, sur une courte distance au delà de la por- tée 15. La surface intérieure de chacune des jupes 17 suit généralement le même contour que 1'ouverture 16a, engageant une partie substantielle et continue du bord longitudinal extérieur de la portée 15 auquel elle est contiguë, en s'y ajustant étroitement par glissement ; toutefois, le bord in- férieur de la surface intérieure de la jupe est arrondi ou chanfreiné en 17a, pour présenter une surface d'entrée dont le but sera expliqué plus complètement ci-après.
On notera que le corps de la jupe 16 couvre seulement une partie de
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chaque extrémité de la surface verticale extérieure de la demi-matrice 12 et en conséquence, aucune partie de la jupe 16 n'est adjacente aux extrémités de la portée 15 de la demi-; matrice supérieure 12 ou ne descend au delà de ces extrémités.'
Comme le montre la figure 5, les arrêts extérieurs, mentionnés ci-dessus peuvent être munis d'une paire de blocs 21, s'étendant latéralement, attachés aux c8tés longitudinaux de la demi-matrice inférieure 13 par des moyens tels que des vis à métaux 23.
Chacun des blocs 21 possède une section transversale horizontale essentiellement semblable à celle des jupes 17 et est positionné de manière à contacter la sur-, face inférieure 22 de la jupe 17 sur le coté correspondant de la paire de matrices utilisée. Le contact entre les surfa-, ces 22 et les blocs 21 empêche les portées 15 de se rencon- trer en contact face à face, afin de réduire ainsi l'usure ' et la détérioration de ces surfaces relativement fragiles.
L'ordre de grandeur préféré de l'espacement des portées 15 assuré par ce dispositif d'arrêt va de 0,127 mm approximati- vement jusque zéro.
Un on plusieurs orifices d'échappement ou évents 18, qui s'étendent à travers chacune des jupes 17, en des points alignés avec les c8tés longitudinaux de la portée 15, permettent l'échappement de la liqueur de matrice et de l'air pouvant être emprisonnés pendant l'estampage. En l'absence de ces orifices d'échappement, la liqueur ou le gaz emprison- né pourrait empêcher le savon de remplir complètement les cavités de la matrice en direction latérale. On a constaté que pour un meilleur fonctionnement, l'ordre de grandeur du diamètre des orifices 18 devrait se situer entre 0,396 et 0,51 mm.
Comme le montrent les figures 2 à 5, plusieurs broches de support 19 sont chassées dans des trous forés dans la surface verticale extérieure de la demi-matrice su-
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périeure 12 et s'étendant au delà du sommet de la jupe 16.
Les positions des broches sont telles que quand les surfaces intérieures des broches 19 arrivent au contact de la surface supérieure de la jupe 16, la demi-matrice supérieure 12 est supportée en alignement vertical correct avec la jupe 16 et les orifices d'échappement 18 ménagés dans celle-ci.
Il existe de nombreuses façons d'attacher à une machine d'estampage la matrice à jupe de cette invention.
Une plaque de matrice supérieure pourrait, par exemple, être montée par-dessus la demi-matrice supérieure 12 assemblée et la jupe 16, en la boulonnant à cette dernière au moyen de trous taraudés 20 représentés à la figure 4 en forçant et en retenant ainsi les broches 19 de la demi-matrice 12 en contact avec la jupe 16 et en éliminant de cette façon un mouvement vertical relatif entre celles-ci. La plaque de matrice supérieure pourrait ensuite être fixée de quelque manière à un plateau supérieur attaché à son tour au plon- geur de la machine d'estampage.
La demi-matrice inférieure
13 pourrait de même être attachée au moyen d'une semelle de matrice inférieure et d'un plateau de matrice inférieur au coulisseau de la machine, Comme ces dispositifs sont bien connus dans le métier et ne font pas partie de cette inven- tion, on les a omis des dessins et de la description détail- lée de celle-ci pour simplifier l'exposé.
Dans le réglage de la matrice et pendant son fonctionnement, on n'a pas besoin des broches et des douilles de guidage qui font normalement partie des anciennes matrices pour la production d'articles moulés dans des matrices à broches. La jupe agit pour assurer tant l'alignement préli- minaire que le guidage courant exigé pendant l'opération d'estampage en plus de sa fonction principale décrite ci- après. Le montage de la matrice est facilité en installant les pièces de celle-ci sur la machine d'estampage, de manière
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à pouvoir ajuster librement l'une des pièces, ou les deux, sur place, en rapprochant les parties de la matrice dans une position d'impression complète et en serrant et en fixant ensuite celles-ci sur la machine, tout en les maintenant dans cette position.
La présence d'un guide mobile assurée au moyen de la jupe est importante pour un bon estampage, car il existe d'habitude au moins un jeu léger entre le plongeur et les panties du coulisseau d'une machine d'estampage. Ce jeu est compensé par l'effet d'entonnoir des bords intérieurs arron- dis ou chanfreinés (surfaces d'entrée) de la jupe 17 et grâce à ce moyen, la demi-matrice inférieure 13 est déviée pour la faire coïncider avec la surface intérieure de la jupe 17, lorsque les matrices se rapprochent pendant lé fonctionnement, afin de placer celles-ci suivant un alignement vertical par- fait.
Après montage de la matrice à jupe sur la machine d'estampage, l'opération peut se décrire comme suit. Une ébauche de savon 11, de la dimension et de la consistance plastique appropriée, qui a été traitée avec une liqueur de matrice d'estampage, est placée ou amenée entre les demi-matri- ces 12 et 13 en position ouverte, puis ces demi-matrices sont ensuite rapprochées ou amenées très près l'une de l'au- tre sous une force considérable. Les demi-matrices opposées se rapprochant l'une de l'autre, l'ébauche de savon 11 qui se trouve entre celles-ci est écrasée entre les cavités 14 des demi-matrices 12 et 13 et obligée de se comprimer en hauteur et de s'étendre en largeur.
Le mouvement relatif d'approche des demi-matrices se poursuivant, la jupe 16 s'en- gage télesco p i q uement par-dessus la demi-matrice inférieure
13 et une nouvelle déformation de l'ébauche de savon se pro- duit, jusqu'à ce que finalement l'ébauche déformée remplisse le volume compris entre les demi-matrices, à un moment pré-
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cédent celui où celles-ci atteignent la position d'impres- sion complète. Pendant cette période de déformation initiale, la liqueur d'estampage et/ou l'air pouvant avoir été empri- sonné entre les matrices s'échappe par les orifices 18.
La déformation finale se produit ensuite, jusqu'à ce que les demi-matrices atteignent la position d'impression complète' et c'est pendant cette phase qu'intervient la principale fonction des jupes 17, qui est de bloquer toute nouvelle expansion en largeur de l'ébauche 11 déformée et de diriger , tout le savon en excès longitudinalement, de façon à l'extru- der entre des parties mineures spécifiques correspondantes des portées 15, par les extrémités de la matrice.
L'extrusion latérale est efficacement empêchée par l'ajustage étroit de la demi-matrice supérieure 12 dans l'ouverture 16a de la jupe 16 et de la demi-matrice inférieu- re 13 avec les surfaces intérieures des jupes 17, la matière des jupes elle-même fermant la sortie d'entre les demi-matri- ces. Naturellement, une quantité extrêmement faible de savon pénétrera dans les orifices 18, mais l'effet en est insigni- -'. ' fiant sur la qualité de la barre lorsque les orifices sont de la dimension préférée (c'est-à-dire que leur diamètre est de l'ordre de 0,396 à 0,51 mm).
Dans le même ordre d'idées, on a constaté que pendant le fonctionnement continu de la matrice à jupe de cette invention, une extrusion de savon dans les orifices de la dimension préférée n'empêche pas l'échappement de l'air ou de la liqueur par ceux-ci dans les estampages suivants, car la matrice se nettoie en effet d'elle-même.
Quand les portées 15 opposées sont rapprochées l'une de l'autre, à la conclusion de la déformation finale de l'ébauche 11, la pression exercée sur le savon se trouvant, entre les portées amène essentiellement tout celui-ci à être extrudé sous forme de déchet avec l'autre savon en excès ou ,
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être pressé de force dans la barre en cours de formation.
En tous cas, dans la position d'impression complète du cycle ou peu après, la séparation du déchet et de la barre moulée est réalisée par les mécanismes d'expulsion par pincement décrits dans l'autre demande de brevet susdite et le déchet extrudé à chaque extrémité tombe dans le dispositif collec- teur, non représenté, prévu pour le recevoir. En conséquence,' les demi-matrices peuvent être amenées jusqu'à une position ouverte et la barre estampée enlevée à la main, ou par une rotation des demi-matrices, ou par un autre moyen bien connu, afin de préparer les matrices pour l'opération d'estampage suivante.
En se reportant aux figures 6 à 9, qui illustrent une modification de la matrice à jupe pour la munir d'un dis- positif de décompression, la portée 15 de la demi-matrice su-; périeure 12 présente un certain nombre d'entailles 15a à chaque extrémité, de manière à constituer ainsi un moyen de sortie des cavités 14 dans la position d'impression complète.
Les entailles devraient avoir chacune une section transversa- le minimale d'environ 0,45 mm2 (équivalente à peu près à la surface d'un passage de 0,76 mm de diamètre) afin de permet- tre au produit en excès de s'écouler par celle-ci, sans ré- sistance de frottement importante et devrait avoir une sec- tion transversale cumulée d'au moins 2,32 mm2 pour atteindre les résultats désirés dans les produits de l'estampage, tels que les barres de savon de ménage de la dimension habituelle.
En outre, les entailles ayant la section transversale mini- male spécifiée ci-dessus devraient être proportionnées avec un rapport largeur/hauteur ne dépassant pas 3 :1, afin d'être certain que le déchet extrudé par celle-ci n'ait pas la forme d'une feuille mince. Comme on l'expliquera, le but des entailles est la constitution de passages de décompres- sion par lesquels la matière plastique en surplus peutêtre
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extrudée pendant la période de déformation finale. Ceci per- met à l'opération d'estampage de se poursuivre avec une ré- ' duction de la force d'estampage requise et/ou du temps d'ex- trusion.
Avec une paire de matrices quelconque pour l'es- tampage d'articles moulés en matrices à broches, comme les demi-matrices approchent du contact mutuel, la force requise pour extruder le produit en surplus restant à une vitesse donnée augmente progressivement. De même, si le temps dispo- nible pour le maintien de la pression est réduit, la force requise augmente en conséquence.
Par exemple, lorsqu'on uti- lise une matrice à jupe sans décompression, avec portée de
0,8 à 1,6 mm de large pour l'estampage de barres de savon broyé ayant la dimension normalement désignée comme "réguliè-' re" (c'est-à-dire ayant des dimensions approximatives de ; l'ordre de grandeur de 50,8 à 57 mm en largeur et de 76,2 à
88,9 mm en longueur) une force d'environ 2265 à 2718 kgs ; est exigée pour mouler un produit de bonne qualité avec un temps de maintien de la pression d'une seconde environ. Si l'on réduit ce temps de maintien à 0,5 seconde, la force né- cessaire augmente jusqu'à 3625-4530 kgs.
Si la force n'est pas augmentée, l'opération n'extrudera pas une quantité suf- fisante de matière en surplus, l'expulsion par pincement du déchet sera médiocre, on produira des barres de savon de dimension et de poids excessifs dont l'aspect sera affecté défavorablement et qui poseront des problèmes lors des opé- rations d'emballage ultérieures. Si un certain nombre de ces paires de matrices sont montées sur une seule machine et sont prévues pour estamper des barres de savon en syn- chronisme ou en chevauchement avec des cycles d'extrusion, la force d'estampage totale à exercer par la machine est le produit du nombre de matrices et de la force requise par ' paire de celles-ci.
C'est ainsi que cinq de ces paires de
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matrices fonctionnant simultanément avec un temps de main- tien de la pression d'une seconde exigeront une force cumu- lative d'environ 11.325 à 13590 kgs. Si l'on réduit toutefois le temps de maintien (afin d'augmenter les vitesses de pro- duction) à 0,5 seconde, la force cumulative requise atteint environ 18120 à 22. 650 kgs. On voit facilement qu'une telle augmentation modifie substantiellement la charge de la ma- chine et pourrait soumettre les parties de celle-ci à des tensions excessives si la charge nominale est dépassée. Un accroissement de la charge sur chaque paire de matrices pré- sente également un autre inconvénient qui est d'augmenter substantiellement la tendance de l'article moulé à coller aux cavités 14 lorsqu'on sépare les demi-matrices 12 et 13.
Ce collage, et en particulier le collage d'articles sur un équipement d'estampage automatique, peut diminuer fortement le rendement de la machine et nuire à la qualité du produit obtenu.
Lorsqu'on emploie les entailles 15a avec des pai- res de matrices utilisées dans l'exemple ci-dessus et qu'on réduit le temps de maintien de la pression (0,5 seconde) pour produire des barres identiques à partir des mêmes ébau- ches, la pression requise ne doit s'élever qu'à environ 2.720-3.400 kgs, c' est-à-dire 25% de moins environ que celle exigée avec une matrice sans décompression. En outre, cette pression réduite diminue le collage des barres de 25% envi- ron.
La partie plane de l'extrusion secondaire (la par- tie se trouvant sous les nervures ou cordons S' de déchets extrudés par les entailles 15a, et interconnectant ces ner- vures ou cordons) peut, à certains moments, être expulsée par pincement avant la fin de l'extrusion des cordons S'.
La dernière partie de l'extrusion secondaire consistera donc parfois complètement en cordons S' non reliés entre eux.
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Ces cordons S' non reliés peuvent se rompre aux points d'in- terconnexion avec la barre moulée et dans ce cas, la surface du produit ne présente pas de défauts indésirables. Toute- fois, les cordons S' se briseront occasionnellement en de- hors de ces points, en abandonnant de petites pointes en saillie sur la barre. Si ces pointes (non représentées) sou- lèvent une objection, on peut les enlever très facilement au moyen de brosses, de couteaux d'ébarbage ou d'outils si- milaires, montés sur les côtés des mécanismes transportant ces produits par la suite, ou au moyen d'un nombre quelcon- que d'autres types de dispositifs bien connus dans le métier, pour enlever les saillies mineures se présentant à des en- droits spécifiques sur un objet moulé.
Cet aspect du traite- ment de la barre moulée ne fait pas partie de la présente invention et n'est donc pas décrit en détail.
La figure 9 illustre deux modifications différen- tes de la paire de matrices décrites ci-dessus, qui élimi- nent toutes deux la possibilité de produire des barres pré- sentant les pointes évoquées ci-dessus. Dans ces formes d'exécution, les entailles 15a de la demi-matrice supérieure
12 ne sont pas employées et la portée 15 de celle-ci est continue. Comme le montre la figure 9, les deux modifications! du dispositif de décompression peuvent s'incorporer sur la demi-matrice inférieure 13.
Sur le côté gauche, une modifi- ; cation est constituée par une multiplicité de passages 15b, , s'étendant de la paroi extrême 14b, essentiellement vertica- ' , le, de la cavité 14 vers le bas, en formant un angle très grand avec l'axe vertical de la paire de matrices, jusqu'à l'extérieur de la demi-matrice 13. L'exécution du côté droit de la figure 9 comprend une multiplicité de passages 15c, s'étendant également depuis une paroi extrême 14c, essen- tiellement verticale, de la cavité 14. Toutefois, ces passa- ges 14c montent vers l'extérieur de la demi-matrice 13. Les
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superficies individuelles minimales et les superficies eu- mulées pour les passages 15d et 15c sont les mêmes que cel-. les indiquées ci-dessus à propos des entailles 15a.
Pendant le fonctionnement, chacune des formes d'exécution de la figure 9 agit pour relâcher la pression, supprimer le collage de la barre et/ou raccourcir le temps de maintien de la pression dans le cycle d'estampage, de la même manière que celle signalée ci-dessus à propos des en- tailles 15a. Toutefois, du fait que les passages 15d et 15c s'étendent vers l'extérieur, à partir de surfaces essentiel- lement verticales, quand la barre finie est enlevée (soule- vée verticalement) de la demi-matrice inférieure 13, les cordons de déchets extrudés par les passages de décompres- sion sont cisaillés à leurs points d'attache à la barre formée, pour rendre ainsi impossible le moulage de produits comprenant les saillies ou pointes décrites précédemment.
Les cordons de matière en excès sortant des passages de dé- compression 15b ou 15c peuvent également être recueillis dans des dispositifs appropriés ; à ce propos, il est par- fois avantageux d'extruder les cordons vers le bas, directe- ment dans ces dispositifs, en utilisant seulement des passa- ges tels que 15b. En variante, il est désirable d'amener les cordons avec la forme d'extrusion secondaire d'entre les extrémités des portées 15 ci-dessus et de diriger ensuite l'extrusion vers le haut par des dispositifs de décompres- sion tels que les passages 15c.
Dans ce cas, il est possible qu'avec certains types de matières plastiques, les cordons de déchets s'attachent d'eux-mêmes à la surface inférieure de cette extrusion secondaire et se manipulent donc plus fa- cilement que les cordons séparés.
De nombreuses modifications de l'invention ci- dessus peuvent être envisagées et on n'a pas l'intention de limiter celle-ci aux formes d'exécution particulières illus-
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trées et décrites. C'est ainsi que, par exemple, les enteil- les 15a de la paire de matrices pourraient se faire dans la portée 15 de la demi-matrice inférieure 13, ou que les formes modifiées des dispositifs de décompression,les pas- sages 15b et 15c, pourraient être prévus dans la demi-matri- ce supérieure 12, au lieu de l'être dans la demi-matrice inférieure 13. En outre, le concept de l'invention pourrait être incorporé au perfectionnement de la matrice µ jupe di- vulgué dans la demande de brevet déposée en même temps que celle-ci au nom de Donald S. Wall.
Cette demande de brevet concerne une paire de matrices à jupe pour presse rotative et comprend un dispositif pour restreindre le caractère de l'extrusion d'une extrémité de la paire de matrices à la forme primaire, c'est-à-dire à la forme de morceaux. La présente invention peut s'appliquer à cette paire de matri- ces en plaçant le dispositif de décompression à l'extrémité de celle-ci où l'extrusion secondaire est permise.
Tandis que les matrices antérieures pour les ar- ticles en forme de matrice à broches donnaient fréquemment des produits présentant des fissures capillaires dans les panneaux latéraux et frontaux (les faces latérales ainsi que le haut et le bas de la barre indiquée) la matrice à jupe de cette invention fournit des articles n'offrant pas ce défaut. On croit que l'extrusion de tout le déchet sui- vant la direction du grain de l'ébauche de savon, dû à la présence de dispositifs de blocage (les jupes de l'exécu- tion décrite) pour empêcher l'extrusion latérale du déchet, est le facteur qui élimine ces fissures capillaires.
Ep outre, la matrice à jupe de cette invention permet de sépa- rer nettement le déchet du produit sans dispositif d'ébarba- ge auxiliaire et assure la concentration de ce déchet en quelques points, de manière à simplifier son ramassage.
De nombreuses modifications de l'invention ci-
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de l'excès de matière p.ast.qn et guider 1*eXtrf%a dee - sentiellement tout cet excès par lez xtréEtie! <ao 3LiS mmtri- ce pendant une opération d'estampage,
ce dipositif comre- nant des éléments opposés en forme de jupe qui sont contigue à une partie substantielle de chacun des bords extérieurs longitudinaux des portées de ces demi-matrices et situés dans le prolongement de celle-ci, au moins pendant; la pério- de de déformation finale de la matière plastique.