Machine pour fabriquer des articles par formage à partir d'une bande souple
L'invention est relative à une machine pour fabriquer des articles par formage à partir d'une bande souple en une matière thermoplastique du genre des chlorures de vinyle, des polyéthylènes, des poiy- amides, etc.
Cette machine est caractérisée par le fait qu'elle comprend, en combinaison avec des éléments longitudinaux fixes, d'une part, une série de dispositifs, dont au moins certains sont longitudinalement ajustables en position par rapport auxdits éléments longitudinaux, et, d'autre part, un dispositif de tirage pour déplacer la bande pas à pas par rapport auxdits éléments longitudinaux à travers lesdits dispositifs, à un rythme fonction du déroulement des opérations dans les susdits. dispositifs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma, en élévation, de ladite forme d'exécution de la machine destinée à la fabrication de boîtes.
La fig. 2 est une vue schématique, en perspective, de ladite forme d'exécution de la machine, conforme au schéma de la fig. 1.
Les fig. 3 à 5 montrent, en vue latérale, avec coupe partielle, respectivement les ensembles ou postes de formage, soudage et découpage de la machine de la fig. 2.
Les fig. 6 et 7 montrent schématiquement, respectivement en coupe verticale et en vue en plan, le dispositif de chauffage que comporte également la susdite machine.
Les fig. 8 et 9 montrent, en perspective, une bande traitée, de deux manières différentes.
La fig. 10 montre, en perspective, une boîte avec poignée attenante.
La fig. 11 montre, en perspective, un autre type de boîte.
La fig. 12 montre, en perspective, un autre article, à savoir une bouteille.
La fig. 13 montre, également en perspective, un article analogue obtenu à partir de deux bandes.
La fig. 14 montre, en perspective, un article du genre des napperons, avec broderies.
La fig. 15 illustre, en perspective, la fabrication d'articles du genre des portefeuilles.
La fig. 16 est une vue détaillée, en perspective, de ladite forme d'exécution de la machine conformément aux vues schématiques des fig. 1 et 2.
La fig. 17 montre, en perspective, le dispositif de tirage de la fig. 16.
La fig. 18, enfin, est une vue schématique d'une variante de la machine des fig. 1, 2 et 16.
Ladite forme d'exécution de la machine repré sentee schématiquement en fig. 1 et 2, destinée à la fabrication de boîtes avec couvercle, est agencée de façon telle qu'elle assure le traitement simultané de deux bandes 1, 2 destinées respectivement à la boîte et au couvercle et se déroulant pas à pas à partir de bobines 3, 4, ces bandes étant notamment traitées dans les postes suivants, se présentant successivement le long de la machine, à des intervalles de longueurs respectives réglables à volonté,
A, B, C, D, E, F:
- en A, un poste de chauffage CH, par exemple à
infrarouge, poste avantageusement réglable et
notamment selon les dispositions décrites plus
loin, avec référence aux fig. 6 et 7, de sorte
qu'on puisse notamment choisir à volonté, sur
la bande 1, les dimensions de la surface à
chauffer, - en B, un poste de formage PF, comportant essen
tiellement un moule 5 avec des trous 6 ou autres
moyens pour faire régner le vide et amener ainsi
la bande à venir épouser les formes du moule, en
donnant une bande formée la, - en C, un intervalle libre correspondant à une
zone de remplissage, avec des moyens de rem
plissage manuels ou automatiques (par l'inter
vention d'un doseur), ledit intervalle pouvant
être de longueur variable, c'est-à-dire comporter
un nombre variable de longueurs élémentaires d,
suivant les nécessités de remplissage, - en D,
un poste de soudage PS pour adapter et
fixer le couvercle (ou autre élément), réalisé à
partir de la deuxième bande 2, sur la bande
formée la étant entendu que la fermeture peut
être étanche ou partielle et que cette fermeture
peut être combinée avec toute autre opération,
telle que mise sous vide ou remplissage gazeux, - en E, un poste de découpage et d'éjection PD,
lorsqu'il s'agit de débiter des boites telles que 7, - et, en F, un dispositif de tirage Ti, c'est-à-dire
propre à faire progresser pas à pas la bande ou
les deux bandes (ou davantage) à un n rythme
convenable pour les faire passer d'un poste au
suivant.
On a représenté avec un peu plus de détails ladite forme d'exécution de la machine, sur la fig. 2, et surtout sur la fig. 16 (en ayant recours aux mêmes références pour les éléments correspondants). On voit que la traction par le dispositif de tirage Ti s'exerce sur les portions de bandes 8 de meurant après découpage et injection, dans le cas où il s'agit de fabriquer des boîtes. Mais ce dispositif pourrait être le dispositif éjecteur, dans le cas où les produits finis consistent en des bandes formées de façon appropriée (cas par exemple des fig.
8, 9, 13, etc., examinées plus loin). Pour le remplissage, dans le cas de ces boîtes, un dispositif doseur est monté en 19.
Le poste de chauffage CH est agencé de façon telle qu'il comporte divers caches et écrans de positions variables, donc permettant: - de faire varier à volonté l'ampleur et/ou la posi
tion de la surface à chauffer, - et de ménager, notamment sur le bord des ban
des, des réserves marginales non soumises à
échauffement, cela dans le but d'assurer aux
portions restantes telles que 8 (fig. 2 et 16), dans
le cas où un découpage est prévu, une résis
tance convenable vis-à-vis des efforts de tirage
à exercer par Ti.
Dans le poste de chauffage représenté sur les fig. 6 et 7, on a supposé que l'on faisait coagir, avec des rampes à infrarouge 10, quatre écrans, à savoir: - deux écrans 11, refroidis par circulation d'eau
ou autres moyens, ces écrans étant propres à
masquer une fraction variable du champ d'action
desdites rampes, donc à régler la surface totale
à chauffer (c'est-à-dire, dans le cas représenté,
la surface de la boîte à former, surface hachurée
sur la fig. 7), - et deux autres écrans 12 agissant latéralement
de façon à assurer les réserves marginales sus
visées, de façon que la bande garde, sur ses
bords ses caractéristiques mécaniques initiales.
Sur la fig. 16 on aperçoit, d'une part, les deux écrans latéraux 12 qui laissent non chauffés les deux bords de la bande 1, l'écartement des deux écrans étant réglable pour pouvoir traiter des bandes de largeur différentes, et, d'autre part, l'écran unique 1 1 disposé sous la bande 1 (du fait que le chauffage de la bande a lieu uniquement par en dessous dans le cas de cette machine), la position de cet écran 1 1 étant réglable par un levier 1 la en le sortant plus ou moins du dispositif de chauffage CH.
Les autres postes, relatifs aux opérations de formage, soudage, découpage, etc., sont constitués : - par une partie 13, en forme de portique, suscep
tible d'être fixée de façon réglable sur les barres
9, et - par un plateau 14 mobile transversalement à la
bande à traiter (ici verticalement), guidé par des
colonnes 15, ce plateau étant en forme d'anneau
allongé, les outils actifs de formage, soudage
étant portés respectivement par ces deux parties
13, 14.
La forme en anneau, des plateaux tels que 14, est avantageuse pour assurer le montage et le positionnement des outils de formage, soudage, découpage. En outre, dans le poste de découpage, elle facilite l'éjection de la boîte ou autre article 7, qui sort par l'intérieur dudit anneau et arrive ainsi à la trémie d'éjection 24 (fig. 2 et 5).
Les opérations de formage, soudage, découpage ou autres, sont effectuées par le fait des déplacements du plateau mobile 14. Celui-ci, de toute façon, devra généralement être éloigné du portique correspondant, après chaque opération, si cet écartement est nécessaire pour permettre la progression de la bande. Pour déplacer lesdits plateaux 14, on a recours à des vérins 16 mus à l'air comprimé.
Dans la forme d'exécution de la machine représentée en fig. 16, la distribution simultanée d'air comprimé est effectuée par une conduite d'amenée 37 et une conduite de retour 38, aux trois vérins 16 des postes de formage PF, soudage P5 2 et décou- page PD, en vue de réaliser simultanément ces trois opérations de formage, soudage et découpage lorsque la bande est arrêtée.
La fig. 3 montre le poste de formage. On voit en 17 un socle fixe porté par le portique 13 et, en 5, le moule proprement dit avec ses canaux 6 reliés en 18 à une source de vide, cette source pouvant être par exemple une pompe à vide mue à l'air comprime.
Dans certains cas, le poste de formage PF peut simplement réaliser des effets de surface ou des découpures, par exemple pour réaliser des articles tels que ceux représentés aux fig. 14 et 15.
La fig. 4 montre le poste de soudage, avec des électrodes fixe 21 (portée par la partie 13) et mobile 20 (portée par le plateau annulaire 14).
La fig. 5 montre le poste de découpage, les outils respectifs étant montrés en 22 (outil mobile porté par le plateau annulaire 14) et en 23 (outil fixe porté par le portique 13).
Lorsque l'on change de fabrication, il suffit de modifier les outils actifs 5-17, 20-21, 22-23 et de déplacer les caches 1 1 et 12 ainsi que les postes eux-mêmes, ce qui se fait très rapidement. Pour réaliser une nouvelle fabrication, il suffit généralement de prévoir de nouveaux outils actifs; ce qui est très économique.
Pour ce qui est du dispositif de tirage tel que
Ti, on peut le réaliser de multiples manières.
On a supposé, sur les fig. 1 et 2, qu'il était constitué par l'ensemble de deux pièces, à savoir: - une pièce 25 formant support, cette pièce étant
fixée de façon réglable sur les barres 9 et por
tant les moyens d'actionnement, tels qu'un vé
rin 26, - et une pièce preneuse 27, qui peut être montée
librement sur lesdites barres, en étant actionnée
par le vérin 26, ladite pièce comprenant des élé
ments préhenseurs, tels que deux barrettes ou
rouleaux 28, 29 entre lesquelles sont amenées à
passer la ou les bandes.
Ces deux barrettes sont normalement sollicitées l'une vers l'autre pour pincer les bandes. Lors de l'actionnement du vérin 26, celui-ci, en entraînant la pièce 27 dans le sens f, entraîne aussi les bandes.
Un effort de traction (poids, etc.) peut être exercé à la sortie de la machine sur lesdites bandes, qui peuvent en outre être amenées à passer entre des rouleaux de guidages 30, 31. Au retour du vérin, un dispositif d'électro-aimant (non représenté) écarte momentanément les barrettes de préhension 28, 29, de sorte que celles-ci viennent à nouveau, une fois le recul terminé, s'exercer sur une nouvelle portion desdites bandes.
Tout autre dispositif préhenseur pourrait être utilisé, dans le but d'obtenir le résultat cherché, c'està-dire l'entraînement intermittent à pas constant (mais variable à volonté lorsque l'on passe d'une fabrication à l'autre).
On peut par exemple prévoir, comme représenté aux fig. 16 et 17, que l'organe mobile 26a du vérin 26 réalise, d'une part, un entraînement direct dans les deux sens de la pièce preneuse 27( avec ses organes préhenseurs 28a et 29a, constitués par un jeu de galets et un couteau coopérants, et l'électro-aimant 39) et, d'autre part, un entraînement dans un seul sens, par l'intermédiaire d'une chaîne 40 portée par le bras 26b de l'organe mobile 26a et d'une roue libre 40a, du rouleau 31. Du fait que les rouleaux 30 et 31 assurent un entraînement de la bande 8, les rouleaux supérieur 30 et inférieur 31 sont respectivement en une matière souple (telle que le caoutchouc) et en une matière dure (telle que l'acier) de manière à assurer, d'une part, un rattrapage de jeu à la suite d'une usure et un réglage précis de l'entraînement (le diamètre du rouleau dur restant constant).
La machine décrite fonctionne de la manière suivante:
Après mise en place des différents dispositifs et des outils actifs et réglage des caches du dispositif de chauffage CH, chaque cycle opératoire comprend les opérations ci-après: - l'avance des deux bandes 1 et 2 (la seconde por
tant éventuellement des inscriptions comme visi
ble sur la fig. 16) d'un pas au moyen du dispo
sitif de traction Ti actionné par le vérin 26, le
réglage de la longueur exacte du pas pouvant
être éventuellement parachevé au moyen d'une
cellule photoélectrique (non représentée) devant
laquelle défilent les inscriptions ou repères dis
posés sur la bande 2 et agissant sur le dispositif
de traction Ti;
- la montée simultanée des plateaux inférieurs 14
des dispositifs de formage, soudage, découpage
par distribution d'air comprimé comme indiqué
sur la fig. 16 au moyen de conduites d'amenée
37 et de retour 38 de l'air comprimé, puis de
vide assurant le formage; la haute fréquence
pour le soudage et la pression de découpage
sont appliquées, par exemple indépendamment,
pendant une durée pouvant être réglée par des
minuteries (non représentées) suivant les articles
fabriqués; - descente des plateaux inférieurs du dispositif de
formage, soudage et découpage, sous l'effet d'une
distribution en parallèle d'un fluide, tel que l'air,
comprimé;
bien entendu, en même temps que les opérations
de formage, soudage et découpage, a lieu, lorsque
cela est le cas, l'opération de remplissage dans la
zone de remplissage C et également (comme
exposé ci-dessus) le retour de la partie mobile
de l'élément de tirage Ti dans la position dans
laquelle il est prêt à recommencer son opération
de traction et un nouveau cycle recommence.
On notera que dans le dispositif de tirage Ti des fig. 16 et 17, - lorsque l'organe mobile 26a (sur lequel est fixée
la pièce preneuse 27) du vérin 26 se déplace vers
la droite - entraînant avec lui les organes pré-
henseurs 28a et 29a sollicités l'un contre l'autre
et tirant par conséquent la ou les bandes 8 dans
le sens de la flèche f - il provoque, par action
de son bras 26b sur la chaîne 40, la rotation de
la roue 40a et par conséquent celle du rouleau
31 qui facilite l'éjection de la bande 8 en aval
des organes préhenseurs, en évitant tout bourrage
entre ceux-ci et les rouleaux 30 et 31;
- lorsque l'organe mobile du vérin 26 se déplace
vers la gauche - ramenant avec lui les organes
préhenseurs (sans agir sur la bande car les orga
nes préhenseurs sont alors écartés par l'électro-
aimant 39) depuis la position représentée à la
fig. 16 jusqu'à la position de la fig. 17, à partir
de laquelle ils tirent de nouveau la bande - il
est sans action sur le rouleau 31 du fait que la
roue libre 40a n'assure pas d'entraînement lors
que la chaîne 40 se déplace dans ce sens.
Ce fonctionnement est tel que, lorsque l'on a convenablement réglé les positions respectives des divers postes le long des barres 9, en se servant de la règle 35 (fig. 16) on obtient, après chaque nouveau déplacement de la bande, l'éjection -d'une boîte qui aura passé préalablement par les - divers traitements successifs correspondant à autant de postes.
La machine décrite présente de nombreux avantages, notamment : - possibilité de fabriquer des objets de forme et
grandeur différentes, cela grâce au fait que les
divers éléments de cette machine sont aisément
réglables en position et que les outils actifs sont
facilement interchangeables, - celui cependant d'assurer un encombrement mi
nimum, étant donné qu'aucune place n'est perdue, - celui également de permettre de réduire au mini
mum les pertes de matière première et, dans
divers cas tels que notamment l'application aux
récipients ou objets de forme rectangulaire, de
supprimer toute perte de matière due aux chutes
de découpe, - celui d'assurer à l'ensemble une assez grande
légèreté, - et celui de permettre de dégager la partie infé
rieure des plateaux et d'assurer une éjection
aisée, - celui de pouvoir fonctionner, dans la forme d'exé
cution décrite,
uniquement à l'air comprimé à
l'exception du courant nécessaire pour le chauf
fage et le soudage et pour les appareils de régu
lation.
Le premier des avantages susvisés est dû en particulier au montage sur les deux barres 9 des divers postes de la machine et à la possibilité de réglage qui en résulte. On peut notamment, grâce à cette possibilité de réglage, intervertir les différentes opérations ou encore doubler certaines opérations, par exemple deux phases de formage, de découpage ou de soudage, soit en disposant les appareils ou postes analogues côte à côte et/ou les uns derrière les autres. On peut semblablement supprimer certaines de ces opérations.
I1 en résulte des facilités d'adaptation de la machine décrite aux fabrications les plus diverses, en un temps réduit, ce qui rend cette machine universelle et par conséquent intéressante au point de vue économique même pour les petites et moyennes séries.
C'est ainsi qu'en dehors de la possibilité de fabriquer des boîtes de forme ronde, rectangulaire ou autre, on peut aussi proposer plus simplement d'établir des bandes alvéolées lb telles que celle représentée à la fig. 8, par exemple destinées à flotter, ou encore des bandes îc comportant divers creux et reliefs (fig. 9).
Dans le cas de boîtes, il est possible en réalisant un découpage approprié des bandes, ou l'une au moins des deux bandes, de réaliser des couvercles avec des anses 34 comme représenté à la fig. 10 (boîtes 7a).
La fig. 11 montre que des boîtes 7b peuvent être constituées en deux parties creuses isolées entre elles et obtenues à partir de deux bandes distinctes.
La fig. 12 montre l'application de la machine à la fabrication de bouteilles 7c.
On peut aussi, en s'inspirant d'une semblable disposition, établir des bandes alvéolées ld comprenant des parties entièrement creuses et fermées, ainsi que représenté sur la fig. 13 (de telles bandes ld convenant par exemple pour réaliser des flotteurs ou tous autres organes destinés à être allégés vis-à-vis d'un fluide ambiant).
Les articles des fig. 11, 12 et 13 peuvent (fig.
18) être réalisés simplement en prévoyant pour le poste PF deux éléments mobiles du type 14,5 qui peuvent être écartés ou rapprochés des barres 9 transversalement aux deux bandes 1 et 2 qui y sont traitées toutes les deux en vue de réaliser un alvéole dans chacune, le soudage et le découpage des bandes formées la et 2a ayant lieu comme dans le cas des boîtes 7 des fig. 1 et 2.
Une autre possibilité est donnée sur la fig. 14, qui montre un napperon dans lequel, par traitement approprié sous un poste formateur PF, on a découpé ou obtenu par déformation de la bande des sortes de broderies.
Enfin, en partant de plusieurs bandes, par exemple trois, on peut constituer divers objets tels que des portefeuilles 33. La figure 15 montre que l'une des bandes 1 déroulée à partir d'un rouleau 3 est d'abord traitée superficiellement en 32 dans un poste formateur PF pour obtenir un effet de surface décoratif. Puis les deux autres bandes 2a et 2b, débitées à partir de bobines correspondantes 4a et 4b, sont utilisées pour constituer les pochettes du portefeuille 33.
On notera que lorsqu'on utilise deux bandes, une première pour constituer les récipients et une deuxième pour former les couvercles scellés sur ces récipients, la première bande est réalisée en une matière thermoplastique, tandis que la deuxième bande peut être constituée en une autre matière, telle que carton, feuille d'aluminium, etc.