Procédé de moulage d'articles en pulpe et machine pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention concerne un procédé de moulage d'articles en pulpe et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, par exemple pour fabriquer des articles moulés en pulpe fibreuse, de dimensions relativement impor tantes.
Dans les machines connues jusqu'ici plu sieurs moules perforés sont montés sur un trans porteur rotatif, chaque moule étant, à son tour, immergé dans un mélange liquide peu épais contenant en suspension de la pulpe ou une autre fibre. Une couche de pulpe ou d'une autre fibre partiellement solidifiée est déposée sur la surface extérieure, de forme appropriée, du moule, grâce à une aspiration exercée à travers les orifices du moule perforé, cette couche de pulpe étant ensuite rendue compacte et comprimée entre ledit moule et l'une des diverses matrices de compression perforées, montées sur un trans porteur rotatif semblable à celui portant les moules.
Les articles ainsi rendus compacts sont alors transférés des moules aux matrices de compression, par interruption de l'aspiration, à la fin, ou vers la fin, de la phase de compression, et par substitution de la pression atmosphérique tandis que, au même moment, l'aspiration est appliquée à la matrice de compression. Ces machines peuvent présenter en outre, un troisième transporteur rotatif comportant des matrices perforées complémentaires des matrices de compression et adaptées pour recevoir, depuis les matrices de compression, les articles moulés, de la même manière que celle utilisée pour transférer les articles des moules aux matrices de compression.
Enfin une série de matrices rota tives destinées à la finition des objets avant leur transfert au troisième transporteur qui les amène à un autre poste de traitement sont prévues dans ces machines. Ces matrices auxiliaires ne sont pas indispensables au fonctionnement de la machine et peuvent, au choix, être mises ou non en situation active. Les machines du type connu précitées com portent un dispositif pour déplacer les matrices de compression en alignement axial et en parallélisme avec les moules avant que ne com mence l'action de compression sur la couche de pulpe et pour maintenir ce parallélisme pendant le transfert de l'article du moule à la matrice de compression.
Ce dispositif a la forme d'un che min de guidage formant came, concentrique dans son ensemble au transporteur à matrices de compression qui est constitué par une roue ou couronne rotative, des galets étant prévus qui sont conjugués avec les matrices de compression et adaptés pour coopérer avec le chemin de guidage.
Ces dispositifs présentent de nombreux incon vénients, particulièrement en ce qui concerne le moulage des articles de grandes dimensions ou des articles profonds.
Le procédé et la machine objets du présent brevet permettent d'éviter ces inconvénients. Le procédé de moulage d'articles en pulpe suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on engage un moule dans une pâte de pulpe, suivant une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la surface de la pâte, qu'on déplace ledit moule dans la pâte suivant une deuxième direc tion, sensiblement perpendiculaire à la première, et qu'on extrait enfin le moule de la pâte suivant une direction sensiblement parallèle à la première direction.
La machine pour la mise en couvre de ce procédé est caractérisée en ce qu'elle comprend un récipient destiné à -contenir une certaine quantité d'une pâte de pulpe, un support monté rotatif autour d'un axe et portant au moins un moule, et des moyens susceptibles d'écarter le moule du parcours circulaire que lui fait faire le support autour de son axe, de le faire pénétrer dans la pâte dans le récipient, puis de le déplacer à travers la pâte dans une direction générale per pendiculaire à la direction suivant laquelle il a pénétré dans la pâte et, enfin, de le sortir de la pâte suivant une direction sensiblement per pendiculaire au plan formé par la surface de la pâte.
Une mise en couvre du procédé suivant l'invention va être décrite ci-après en se référant au dessin annexé, illustrant, à titre d'exemple, une machine suivant l'invention. Dans ce dessin la fig. 1 est une vue latérale, partiellement en élévation et partiellement en coupe de cette machine montrant un jeu de moules en position de moulage d'articles et un jeu de matrices en position de compression; la fig. 2 est une vue partielle agrandie, par tiellement en coupe et partiellement en élévation, de la machine représentée à la fig. 1 et montrant les détails de la structure des moules;
la fig. 3 est une vue partielle agrandie d'une partie du mécanisme de moulage, représentant l'un des moules complètement immergé dans la pâte; la fig. 4 est une vue partielle agrandie, en élévation, de la portion inférieure du mécanisme de moulage; la fig. 5 est une vue partielle agrandie sem blable à celle de la fig. 2, mais représentant l'article en élévation; la fig. 6 est une vue latérale partielle du méca nisme comportant les matrices de compression et du transporteur, montrant le déchargement d'un article moulé, sur le transporteur, par les matrices de compression.
Suivant le dessin, un arbre 10 est monté dans un bâti, représenté partiellement en 11. Ce bâti est du type connu dans la technique.
Un moyeu 12, monté rotatif sur l'arbre 10, porte plusieurs bras radiaux tubulaires 14. Chaque bras 14 comporte, à son extrémité libre, une paire de supports tubulaires espacés 16, qui sont reliés en vue du passage d'un fluide, avec les bras correspondants 14, par des canaux latéraux 18 de communication. Un axe tubu laire 23 est monté sur chaque paire de supports 16 et sur chacun de ces axes un boîtier 20 est monté pivotant; ces axes communiquent, en vue du passage d'un fluide d'une part avec les supports et d'autre part avec le boîtier. Un bras pivotant 24 est fixé à chaque boîtier 20 et est également articulé sur un axe 22.
Un moule 26 dont la sur face est perforée et recouverte d'un tamis métal lique, de la manière usuelle est fixé à chaque boîtier 20. Un collier 28, pourvu de chambres et de canaux reliés d'une part à un tuyau d'aspira tion, d'autre part à un tuyau venant d'une source d'air comprimé, est fixé sur l'arbre 10 et peut glisser au contact du moyeu 12. Des canaux 30 qui partent des bras tubulaires 14 et traversent le moyeu 12, correspondent aux canaux d'un collier 28 aux moments voulus du cycle de fonctionnement, pour fournir au moule du vide pendant certaines phases du fonctionne ment et de l'air comprimé pendant certaines autres. Pour assurer la rotation de l'arbre 10, il est prévu une couronne dentée 32, clavetée sur cet arbre et entraînée par un pignon 34 monté sur un arbre 36.
L'arbre 36 peut être actionné par un type quelconque de moteur, tel qu'un moteur électrique, non représenté.
Pour écarter les moules de leur parcours cir culaire normal, afin qu'ils puissent suivre une trajectoire sensiblement rectiligne à travers la pâte 38 dans un récipient 40 il est prévu un che min de guidage 42 formant came, fixé au bâti. Ce chemin de guidage a une forme telle que lorsqu'un galet 44 du bras oscillant 24 atteint la partie inférieure de ce chemin, il provoque le pivotement continu du moule autour du point 22 de telle sorte que ce moule se déplace en ligne droite pendant la plus grande partie de son trajet à travers la pâte. Cette action de came écarte également le moule de son parcours circulaire normal à la partie supérieure de ce parcours, le long de laquelle le moule est adapté pour être comprimé contre une matrice de com pression.
Dans la position correspondante le moule est mis en parallélisme avec une des diverses matrices de compression pendant une période déterminée du mouvement angulaire, après quoi il peut de nouveau tourner selon son parcours circulaire normal.
Chacune des matrices de compression sus mentionnées, désignées dans leur ensemble par 46, comprend une chambre 48 au fond de laquelle se trouve une surface 50 de compression dont la forme épouse celle du moule 26. Ces matrices sont également perforées et peuvent être recouvertes d'un tamis métallique de la manière usuelle. La chambre 48 comporte, à sa partie supérieure, un élément 52 qui coulisse à travers une bague 54 disposée dans un fond amovible 56 d'un boîtier 58. L'élément 52 est relié à une plaquette 60 située à l'intérieur du boîtier et coulissant le long de guides 62 fixés dans le boîtier. Un ressort 64 prend appui sur la plaque 60 à l'une de ses extrémités, et à l'autre extrémité, sur une plaque 66 fixée au guide 62.
Le boîtier 58 est fixé à une extrémité d'un bras tubulaire 68, disposé radialement et relié à un moyeu 70, monté sur un arbre 72. Le bras tubu laire 68 est relié à un canal 74, destiné au pas- sage d'un fluide passant à travers le moyeu de la même manière que les canaux 30 et adapté pour être en coïncidence avec des canaux d'un col lier 76 qui est construit comme le collier 28.
Le boîtier 58 est également monté pivotant sur un axe 78 prévu sur le bras 68 et est relié à un bras oscillant 80, articulé sur l'axe 78 et comportant un galet de came 82 qui coopère avec un chemin de guidage 84 en forme de came fixée au bâti de la même manière que la came 42. Un raccord 86 flexible, pour le passage d'un fluide, est prévu entre le boîtier 58 et la chambre 48.
Quatre matrices de pression semblables à celle décrite ci-dessus sont représentées, à titre d'exemple, ce qui correspond à une matrice par moule; cependant on pourrait prévoir aussi l'emploi de deux matrices de pression seulement, ces matrices tournant deux fois plus vite que les moules afin de pouvoir agir en combinaison avec ces derniers. On peut changer de façon quel conque le rapport entre le nombre des moules et celui des matrices de pression, ainsi que le rap port entre les vitesses de rotation correspon dantes. Cependant, dans l'exemple choisi, où l'on a représenté un nombre égal de moules et de matrices de pression, on a prévu une couronne dentée 86, clavetée sur l'arbre 72, engrenant avec la couronne d'entraînement 32, dans le rapport 1.
Le mécanisme, ci-dessus décrit, des matrices de pression permet aux matrices de s'éloigner de leur parcours circulaire normal et de s'aligner avec le moule correspondant. De cette façon, comme les moules et les matrices de pression peuvent être amenés en position de parallélisme, le temps pendant lequel est réalisé ce parallélisme se trouve augmenté et les articles sont, par consé quent, rendus plus compacts qu'avec les dispo sitifs antérieurs.
Une fois l'article rendu compact, l'aspiration s'exerçant derrière les moules est remplacée par une insufflation d'air comprimé en même temps que l'aspiration est appliquée derrière la matrice de pression, ce qui transfère l'article moulé 88 à la matrice de pression, laquelle l'amène par rotation jusqu'à une position où il se trouve au-dessus d'un transporteur 90.A ce point, la matrice pivote, sous l'effet de la came, jusqu'à une position verticale proche du transporteur, la face de la matrice étant pratiquement parallèle à celle du transporteur, et l'aspiration s'exerçant derrière la matrice de pression est remplacée par une insufflation d'air comprimé qui dépose l'article fini sur le transporteur 90 qui l'achemine vers un autre poste de traitement.
Cette section du vide et de l'air comprimé est commandée automatiquement pendant la rotation du méca nisme des moules et des matrices d'une manière bien connue. Ainsi qu'on le voit sur la fig. 6, l'article ne tombe sur le transporteur que d'une faible hauteur, et comme, à ce moment, la matrice est pratiquement parallèle au transpor teur, l'article tombe doucement et à plat sur ledit transporteur. On remarquera également, d'après la fig. 6, qu'au moment où la matrice est emportée par le porte-matrices, elle s'écarte du trajet de l'article sur le transporteur si bien qu'il n'y a pas de contact entre la matrice vide et l'article. Les positions de la matrice et de l'article indiquées en trait discontinu montrent clairement ce mouvement.
Un dispositif de pulvérisation pour nettoyer les moules après le transfert des articles est repré senté en 92. Cette pulvérisation est de préférence commandée en synchronisme avec la rotation du mécanisme des moules de telle sorte qu'elle n'ait lieu que lorsqu'un moule se trouve dans la posi tion voulue pour être nettoyé. Le mécanisme servant à actionner par intermittence ce dispositif d'aspersion peut prendre des formes variées.
II résulte de ce qui précède que les inconvé nients cités au début, des machines connues jusqu'ici et des procédés pouvant être exécutés avec ces machines, sont éliminés par le procédé et la machine qui viennent d'être décrits, entre autres par le chemin de guidage formant came disposé à la périphérie du mécanisme de formage et par l'arbre oscillant avec galet de came, sur chaque moule, coopérant avec la came. Grâce à cette commande par came, les moules peuvent être orientés de telle sorte qu'ils entrent dans la pâte de pulpe et en sortent avec une face prati quement parallèle à- la surface du liquide dans le récipient.
De cette façon, le fond de l'article entre le premier dans la pulpe et la quitte en dernier, ce qui, dans le cas d'articles profonds ayant une forme de pot de fleur ou de seau, constitue un avantage important puisque ces articles ont, de ce fait, une épaisseur diminuant de façon uniforme depuis le bord de l'article jusqu'au fond de celui-ci, le fond étant la partie la plus épaisse. Or c'est le fond de ces articles profonds qui, en général, est appelé à porter la charge la plus lourde, lorsque les articles sont remplis.
D'autre part, dans le cas d'articles ayant une largeur considérable dans le sens de rotation de la roue portant les moules, lorsque ceux-ci sont montés fixes, l'épaisseur de matière va en dimi nuant du bord avant au bord arrière de l'article, en raison du fait que la pulpe continue à se former sur le moule lorsque celui-ci quitte la masse de pâte. Ce fait est le résultat d'une diffé rence de temps appréciable entre la sortie, hors de la pâte, des bords avant et arrière du moule, pendant le mouvement angulaire de celui-ci. Grâce à la commande par came décrite, le moule peut quitter la pâte, avec une face pratiquement parallèle à la surface de ladite pâte, ce qui a pour conséquence de conférer à l'article une épaisseur pratiquement uniforme.
Un autre inconvénient des moules fixes est que, lorsque ceux-ci quittent la pâte de champ pendant leur mouvement angulaire, il se produit un écoulement vers le bas de la pâte humide, le long de la face de l'article, avant que le vide ne la sèche suffisamment pour la durcir. Ce fait est particulièrement gênant le long de la partie infé rieure de la roue porte-moules et il en résulte souvent la formation, pour l'article, d'un bord irrégulier. Avec la commande par came décrite, comme le moule quitte la pâte parallèlement à la surface de celle-ci cet effet d'écoulement est éliminé.
Les moules fixes présentent en outre l'incon vénient de donner lieu à un effet de lavage . Celui-ci correspond à une sous-épaisseur provo quée localement sur l'article par la vitesse à laquelle il traverse la pâte, pendant la rotation de la roue porte-moules. Mais en montant le moule sur un bras oscillant à galet coopérant avec un chemin de guidage, le moule peut osciller d'environ quatre-vingt-dix degrés dans le sens opposé au sens de rotation de la roue, pendant que ledit moule se trouve dans la pâte.
Il en résulte que la vitesse du moule dans la pâte est très inférieure à ce qu'elle serait si le moule était monté fixe sur la roue. Etant donné cette réduction de la vitesse, 1' effet de lavage , qui produit des amincissements de l'article, se trouve réduit de façon importante alors que, en même temps, la durée d'immersion du moule dans la pâte se trouve prolongée, ce qui correspond à un temps de moulage plus long, pour l'article, à une vitesse donnée quelconque de la machine.
La commande par came permet aussi au moule d'être orienté selon toute position angu laire voulue par rapport au sens du déplacement quand il entre dans la pâte, pendant qu'il se déplace dans celle-ci et lorsqu'il la quitte. Cette orientation réglable joue un rôle important dans la formation de l'article. Par exemple, lorsqu'un moule se déplace de champ dans la pâte, il en résulte une anisotropie dans l'article, correspon dant à la direction de son déplacement.
En faisant osciller le moule de telle sorte que sa surface soit, en gros, perpendiculaire à la direc tion de déplacement dudit moule, ou tout au moins fasse un certain angle avec cette direction, on provoque une turbulence de la pâte autour des bords du moule, les fibres ayant alors une tendance moindre à se placer dans une seule direction. Toute réduction de cette anisotrôpie réduit les contraintes correspondantes créées sur les fibres de l'article.
Un autre avantage très important obtenu tient au fait que, en réduisant la vitesse du moule dans la pâte, grâce au mécanisme de came sus mentionné qui fait osciller le moule dans une direction opposée à celle de la roue quand ledit moule est plongé dans la pâte, le moule reste immergé pendant un temps beaucoup plus long que dans le cas où il est monté fixe sur la roue, ce qui permet la formation de parois relative ment plus épaisses, pour toute vitesse donnée de la machine.
En utilisant la commande par came à la- fois pour les moules et les matrices de compression, on peut obtenir le parallélisme des moules et des matrices lorsqu'ils sont à une plus grande distance les uns des autres que cela était possible auparavant et de les maintenir parallèles sur une plus grande longueur de déplacement. 11 en résulte que la machine décrite est capable de mouler des articles d'une profondeur relative ment grande, comportant des parois relativement droites, puisqu'il existe un engagement positif de la matrice de pression sur le moule et que cet engagement se fait toujours suivant un plan pra tiquement perpendiculaire.
La commande auxiliaire par came du porte- matrices de compression est importante non seulement parce qu'elle rend possible un paral lélisme entre les moules et les matrices de com pression sur une plus grande longueur de déplace ment, ainsi qu'on l'a fait remarquer ci-dessus, mais parce qu'elle permet de faire tomber les articles moulés humides sur une courroie de transporteur, à partir des matrices de compres sion, tandis que chacune des matrices de com pression se trouve dans une position proche du transporteur et parallèle à celui-ci.
Il n'y a donc qu'un faible risque de déformation de l'article, contrairement à ce qui se produit lorsqu'il n'existe pas de commande par came et que les articles doivent être lâchés d'une hauteur suffi- sante pour que les angles des matrices, dans leur mouvement de rotation vers l'avant, ne le heur tent pas.
A ce point de vue, il convient aussi de noter que le mécanisme à came du porte-matrices est agencé de telle sorte qu'il déplace la matrice hors du chemin circulaire suivi par le porte matrices pour qu'elle passe complètement à l'écart des articles placés sur le transporteur, lorsque le porte-matrices tourne, ce qui empêche les matrices de heurter et de déformer les articles avant qu'ils ne puissent être acheminés vers un autre poste.
La machine à mouler décrite présente les avantages suivants: - elle permet d'obtenir un article en pulpe moulée uniforme; - elle est capable de mouler des articles creux en pulpe profonds; - l'article moulé peut comporter des parois plus épaisses; - l'article obtenu est isotrope, ce qui dimi nue les contraintes dues au gauchissement.