L'invention a pour objet une structure de
moulage à résistance thermique continûment réglable.
La fabrication d'objets solides de forme déterminée peut se faire de façon classique par le procédé
de moulage, dans lequel un matériau est introduit dans une
forme solide appelée moule, le matériau étant dans un état
liquide, plastique ou fragmenté qui lui permet d'épouser
la forme du moule, soit naturellement, soit par une action
mécanique ou l'application d'une pression, le matériau
passant à un état solide qui conserve la forme imposée,
par un processus physico-chimique ou physique tel que la
prise en masse, le chauffage ou le ref roidissement.
Le moulage peut s'appliquer à une grande variété
de matériaux et de formes. Pour les matières dites thermoplastiques ou thermodurcissables, le passage à l'état solide est obtenu par une action exo- ou endothermique correspondant à un transfert de chaleur du matériau vers un milieu extérieur ou inversement.
Ce transfert de chaleur s'opère donc à tra-
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moule et des éléments qui lui sont associés étant désigné
ci-après par l'expression : structure de moulage.
L'évolution temporelle du transfert de chaleur
a souvent une grande influence sur les résultats de l'opération de moulage et par conséquent il est avantageux de
pouvoir agir sur cette évolution pour l'obtint ion des
résultats recherchés.
Une telle action peut être obtenue, dans le cas
du refroidissement par exemple, par divers moyens connus
tels que la dissipation naturelle de la chaleur- dans le
milieu ambiant, ou la dissipation forcée, favorisée par
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gouvernant le transfert de chaleur, on peut agir sur la grandeur et la vitesse de ce tranf ert.
Il faut remarquer cependant qu'à travers une structure de moulage déterminée dans sa forme géométrique, l'un des facteurs du transfert est la conductibilité des milieux solides constituant cette structure, qui présente
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la nature des matériaux utilisés et des épaisseurs traversées. Par conséquent, cette résistance est une caractéristique d'une structure de moulage donnée sur laquelle on n'a que peu d'action, sinon par d'éventuelles modifications de la géométrie de la structure telles que l'interposition locale de matériaux de conductibilité différente. La variation ainsi réalisée est discontinue et
exige la plupart du temps l'interruption d'une production répétitive.
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tre une action continQment variable sur la résistance thermique d'une structure de moulage, la résistance étant modifiable au cours d'une série d'opérations de moulage ou au cours d'une opération déterminée. En rendant possible l'action sur un facteur supplémentaire du transfert de chaleur , on élargit ainsi les possibilités de réglage conformément à la loi recherchée d'évolution temporelle du transfert de chaleur.
L'invention applique une observation effectuée de la variation de la résistance thermique d'un empilage de corps solides immobilisés par contact local entre eux et entre des surfaces délimitant le volume occupé par l'empilage, des interstices subsistant entre les corps solides en contact, ces interstices communiquant entre eux de manière à pouvoir être parcourus par un fluide gazeux introduit dans des conditions contrôlées
de débit et de pression. En particulier, si l'empilage occupe un volume assimilable à un feuillet, délimité par deux surfaces dont la distance est petite par rapport
aux autres dimensions et si un fluide gazeux est introduit suivant l'une de ces autres dimensions, s'écoulant par les interstices de l'empilage d'une région à une autre du feuillet, la résistance thermique observée transversalement à l'écoulement suivant une direction sensiblement normale au feuillet dépend de la pression du fluide gazeux traversant l'empilage.
Cette propriété permet donc de réaliser une résistance thermique continûment variable vis-à-vis d'un flux de chaleur.
Bien qu'avantageusement applicable à un grand nombre de problèmes de moulage, l'invention sera décrite
à titre d'exemple dans son application au formage de corps creux en verre tels que bouteilles, flacons, bocaux, gobelets et tout objet analogue par les procédés dénommés pressé-soufflé, soufflé-soufflé et leursvariantes. Dans ces procédés, une goutte de verre est intro-
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forme intermédiaire dite ébauche ou paraison, laquelle est alors transférée directement ou non dans un moule finisseur qui lui confère la forme définitive, cette forme
se conservant par refroidissement du verre dans le moule finisseur jusqu'à une température suffisamment basse pour que l'état solide soit obtenu dans le verre.
Les exigences de qualité du produit à obtenir imposent un contrôle précis des températures et de leur évolution au cours des différents stades du processus de moulage, à la fois dans le temps et dans les diverses régions des moules en contact avec le verre, afin d'obtenir d'une manière régulière les caractéristiques d'aspect et de dimensions à réaliser. Au cours du processus, un transfert de chaleur s'opère entre le verre et le milieu extérieur, à travers la structure de moulage. En vue d'augmenter les cadences de production, on augmente la vitesse de transfert de chaleur en refroidissant les structures de moulage par un fluide caloporteur en général de l'air, soufflé sur des surfaces périphériques des structures de moulage ou des surfaces ménagées à l'intérieur des structures sous forme de canaux.
Ce mode connu de refroidissement, tributaire des coefficients de convection aux interfaces entre la structure et l'air, exige en général des dépenses d'énergie considérables et engendre un niveau de bruit très élevé.
On a donc tenté de refroidir les structures
de moulage par des fluides liquides qui présentent l'avantage de coefficients de convection sensiblement plus élevés que ceux des gaz e� de ce fait, exigent moins de puissance pour leur mise en oeuvre tout en n'engendrant que peu ou pas de bruit. Ils permettent en outre d'évacuer la chaleur absorbée dans des échangeurs éloignés des machines, contribuant ainsi à plusieurs points de vue à l'amélioration des conditions de travail.
Toutefois, en raison même de leur capacité élevée d'absorption de chaleur, les fluides liquides peuvent provoquer un refroidissement trop rapide et donner dans la structure de moulage des répartitions de température irrégulières défavorables à l'obtention d'un produit de qualité.
On a cherché à pallier ces inconvénients par divers moyens connus, tels que l'augmentation des dimensions de la structure de moulage, l'interposition sur le parcours du flux de chaleur, de résistances thermiques fixes sous forme de feuillets d'asbeste et de graphite
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mées (brevet belge 873.072) ou encore de résistances thermiques constituées par des poudres en lits fluidisa-
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Ces moyens connus présentent divers inconvénients: l'augmentation des dimensions de la structure est limitée par les espaces disponibles, les résistances thermiques fixes ne permettent qu'une action déterminée sur le flux de chaleur, limitée aux possibilités de variation de la température et du débit du fluide, les lits fluidisables sont isolants au repos et bons conducteurs
à l'état fluidisé mais ne présentant que peu de possibi-lités intermédiaires.
Les structures de moulage suivant l'invention présentent, par rapport aux moyens connus, l'avantage de permettre l'utilisation d'un liquide de refroidissement tel que l'eau ou un autre fluide liquide dans une structure de moulage de dimensions limitées et de permettre le réglage continu du flux de chaleur évacué par ce liquide.
Elles comportent à cet effet une ou plusieurs chambres suivant la hauteur de l'objet à former, remplies de corps solides métalliques ou inorganiques, de formes et de dimensions appropriées, empilés dans chacune des chambres de manière à être en contact entre eux et avec les surfaces délimitant ces chambres sans toutefois présenter entre eux ou avec les surfaces des liaisons autres que locales, ni présenter une mobilité relative.
Les corps solides ménagent entre eux des interstices communicants, soit qu'ils présentent une forme sensiblement sphérique, soit qu'ils soient constitués par des couches de toiles métalliques tissées telles
que celles utilisées pour la classification granulométrique des poudres par tamisage. De telles toiles existent à partir d'une dimension de maille et de fils de l'ordre de 37 micromètres jusqu'à plusieurs millimètres, ce qui permet une grande variété de combinaisons. Un fluide gazeux de réglage, en général de l'air sous une pression contrôlée, est introduit dans une région
de chaque chambre contenant l'empilage et, après avoir traversé celui-ci, le fluide gazeux peut soit s'échapper à l'atmosphère, soit passer par un échangeur dans lequel il cède une partie de la chaleur au fluide liquide de refroidissement, ledit échangeur pouvant éventuellement être localisé dans les passages de la structure
de moulage parcourus par ledit fluide liquide. Les chambres contenant les empilages constituant la résistance thermique variable sc.it essentiellement localisées dans la structure de moulage entre la paroi en contact avec le matériau moulé et chaque paroi en con- <EMI ID=8.1>
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<EMI ID=10.1> nations d'ouate ou de paille de fer.
A titre d'exemples non limitatifs de l'invention, diverses formes d'exécution de celle-ci sont représentées aux dessins annexés, où :
la f ig.l est une coupe schématique partielle d'une structure de moulage suivant l'invention pour des objets présentant une symétrie de révolution, la coupe étant effectuée en élévation suivant un plan passant par l'axe de symétrie;
la fig.2 est une coupe schématique partielle de la même structure que celle à laquelle se rapporte la fig.l, la coupe étant effectuée suivant un plan perpendiculaire à l'axe de symétrie;
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à celles représentées respectivement par les fig.l et 2, dans une structure de moulage comportant des espaces d'empilages séparés,et
la fig.5 et la fig.6 représentent des coupes en élévation et en plan d'une structure de moulage incorporant l'invention et pouvant s'appliquer par adaptation de forme au poinçonnage d'ébauches ou au formage de fonds.
En se référant aux figures 1 et 2 où les mêmes
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s'éloignant de l'axe de symétrie 20 on rencontre successivement : une face 21 en contact avec le verre et qui est la face intérieure délimitant la matière cor.stitutive 22 du moule proprement dit,celle-ci s'étendant au moins jusqu'à une surface 23 au-delà de laquelle les matières constitutives rencontrées peuvent être le moule
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de la structure de moulage.
Dans la matière constitutive 26 de la structure de moulage, distincte ou non du moule propre-
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port à l'axe 20, des passages 28 parcourus par le fluide liquide de refroidissement; d'autres passages tels que des canaux 29 parcourus par le fluide liquide de refroidissement peuvent être ménagés au sein de l'empilage
des corps solides 25. L'air sous pression constituant le fluide de réglage circule par les interstices existant entre les corps solides 25 dans un écoulement généralement
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Le fluide liquide de refroidissement parcourt les passages 28 et/ou 29 constituant des chemins pouvant être combinés en tronçons disposés en série, en parallèle ou de toute manière appropriée.
La génératrice de la surface 21 dont un segment apparaît sur la fig.l peut dans son ensemble comporter des parties rectilignes ou incurvées correspondant à tout ou partie du profil extérieur de l'objet à réaliser. La directrice de la surface 21 dont une partie apparaît sur la fig.2 peut être un arc de cercle si l'objet à réaliser est de révolution comme supposé dans le cas de la figure. Elle peu'\. avoir une forme différente si l'objet à réaliser a une forme différente de celle d'un corps de révolution.
La structure de moulage peut être d'une seule pièce, auquel cas la courbe directrice de la surface
21 dont une partie apparaît à la figure 2 est une courbe fermée. Si la structure de moulage est constituée de deux ou plus de deux groupes d'éléments sépara'les,ceuxci comportent des surfaces 21 qui constituent, '- -sque les groupes d'éléments sont convenablement associés, une surface correspondant à la surface extérieure de l'objet
à former. Enfin, la structure de moulage, en un ou plusieurs groupes d'éléments, peut comporter plusieurs cavités distinctes limitées par des surfaces telles que
21, plusieurs espaces tels que ceux délimités par les surfaces 23 et 24 et plusieurs espaces comportant des passages 28 et 29 pour le fluide liquide de refroidissement.
Ce Dora notamment le cas lorsque plusieurs objets sont tonnes simultanément dans les systèmes con-
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L'espace occupé par l'empilage de corps solides entre les surfaces 23 et 24 peut en outre comporter des objets solides fixes ou amovibles tels que 31 et 32 qui permettent de modifier localement l'épaisseur transver-
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chaleur, notamment en vue de modifier le champ de température dans la structure de moulage par un choix adéquat de la matière, de la forme, des dimensions, de la dispo-
<EMI ID=19.1> tissus de fils métalliques, des portions d'empilage peuvent être supprimées localement pour modifier le champ de température.
Le moule proprement dit comportant la surface
21 avec laquelle le verre vient en contact peut être lié
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lui sont associés pour constituer la structure de moulage. Il est avantageux de prévoir la possibilité de son remplacement lorsque la surface 21 vient à se détériorer
par un usage répété, sans devoir remplacer les autres éléments de la structure de moulage. Dans ce cas, c'est un avantage de la structure de moulage suivant l'invention, de permettre de localiser l'empilage de corps solides 25 dans un élément de la structure distinct du
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<EMI ID=26.1> ainsi les conditions de travail du personnel.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution qui ont été décrites et représentées aux dessins annexés, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS
1.- Structure de moulage d'un objet en un matériau thermoplastique, thermodurcissant ou à durcissement physico-chimique par action exo- ou endothermique, structure qui présente dans sa matière constitutive une résistance thermique apte à régler de manière continue le transfert
de chaleur entre un objet moulé dans la structure et un fluide liquide calcporteur de chauffage ou de refroidissement, caractérisée en ce que la résistance thermique comporte un empilage immobile de corps solides distincts, en matériaux métalliques ou inorganiques en contact entre eux et avec des surfaces de la structure de moulage localisant l'empilage, les dits corps ménageant,entre leurs points ou zones de contact, des interstices communicants pouvant être parcourus par un fluide gazeux, avantageusement de l'air, dont les variations imposées de pression
et de débit produisent une variation continue de la transmission de chaleur entre l'objet moulé et le fluide liquide caloporteur, la chaleur entraînée par l'air de réglage pouvant être échangée avec le dit fluide liquide.