Procédé de moulage d'objets creux par gélification et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
Pour le moulage d'objets creux, par exemple de chaussures, par gélification il est connu d'utiliser des moules métalliques minces qui sont remplis d'une matière solidifiable. Ces moules sont chauffés extérieurement afin de solidifier les couches de matières en contact avec le moule et la partie de liquide restante est alors versée du moule en laissant une peau qui sera ensuite refondue superficiellement et détachée du moule afin de former l'objet creux à manufacturer.
La fabrication de chaussures par ce procédé pré sente certains inconvénients. Notamment, des bulles d'air s'accumulent fréquemment à l'intérieur du moule, à la pointe de la semelle, et affaiblissent par conséquent le produit fini.
On s'est proposé aussi de rendre plus épaisse et de renforcer la semelle de l'article produit par un moulage par coagulation. Dans le passé, on a essayé d'épaissir la semelle par une application plus ou moins intense de chaleur dans la région de la semelle ou en chauffant plus longtemps la partie du moule correspondant à la semelle. Mais il s'agit là de procédés compliqués; de plus, il est difficile de contrôler le procédé pour obtenir un épaississement uniforme ou non uniforme, mais prédéterminé, pour diverses surfaces de la chaussure.
Le procédé de moulage d'objets creux, notamment de chaussures, par gélification, que comprend la présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus mentionnés.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on réalise successivement le remplissage partiel d'un moule préalablement incliné avec un liquide gélifiable de moulage, puis son remplissage complet, le moule étant alors amené à sa position verticale.
Ce procédé permet d'obtenir un article moulé de structure homogène.
Dans une mise en oeuvre particulière du procédé le moule peut, après son complet remplissage, être chauffé pour obtenir la gélification du liquide de moulage suivant une couche contre la paroi intérieure du moule, couche qui compose l'article moulé à obtenir, la partie non gélifiée du liquide de moulage étant alors partiellement ou totalement évacuée, et le moule étant ensuite chauffé pour assurer une fusion partielle de l'article moulé, le refroidissement de l'article moulé et du moule permettant l'extraction dudit article moulé hors du moule.
Jusqu'ici, dans le moulage par gélification, des moules ouverts se déplacent sur un convoyeur à courroie ou sur un convoyeur à chaîne et trolley. Les moules mobiles sont remplis partiellement ou com plètement plusieurs fois pendant le processus de moulage, et ces opération s se font conventionnellement à la main.
La présente invention comprend en outre, une installation pour la mise en oeuvre du procédé susindiqué, qui permet entre autres de rendre automatiques ces opérations.
Cette installation est caractérisée en ce que des moules sont montés chacun sur un porte-moules qui est solidaire d'un trolley, chaque trolley étant muni de moyens permettant le pivotement du moule par coopération avec des moyens de commande disposés sur le chemin emprunté par le trolley lors de son déplacement, le tout de manière à rendre automati ques les différentes variations d'inclinaisons auxquelles doit être soumis le moule.
Dans une forme d'exécution particulière de l'installation, le porte-moules peut être muni de moyens tels que des roues à cames, lesquelles en coopérant avec des cames font varier l'inclinaison du portemoules et par suite du moule.
Toujours suivant une forme d'exécution particulière d'une installation celle-ci peut comprendre un dispositif pour le remplissage des moules mobiles se déplaçant, une base de remplissage solidaire d'un élévateur mobile dans le sens de la hauteur et monté sur un convoyeur mobile sur un chemin de roulement, le tout de façon à permettre le déplacement de la base de remplissage de l'un à l'autre des moules mobiles durant le déplacement de ceux-ci.
Le dessin annexé illustre une mise en oeuvre du procédé objet de l'invention et représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'installation que comprend également l'invention.
Les fig. 1 à 8 et la à 8a sont des vues de côté et de front, respectivement, d'un moule pendant les diverses étapes d'une mise en oeuvre du procédé.
La fig. 9 est une vue latérale de l'article moulé, sorti du moule.
La fig. 10 est une vue de dessus, partielle, d'une première forme d'exécution d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 11 est une vue de côté de la fig. 10.
Les fig. 12a, b, c et d montrent une disposition de cames utilisée pour l'installation des fig. 10 et 11.
La fig. 13 est une vue de côté, partielle, d'une autre forme d'exécution d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 14 est une vue de dessus de la fig. 13.
Les fig. lSa-c montrent une variante d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 16 est une vue de dessus de la crémaillère et des pignons montrés sur la fig. 1 Sa.
La fig. 17 est une vue de dessus de la crémaillère et des pignons montrés sur la fig. lSa.
Les fig. 18a, b, c comprennent les vues frontales du porte-moules montré sur la fig. 15c.
La fig. 19 est une vue de dessus des pignons et crémaillères montrés sur la fig. 18b.
La fig. 20 est une vue de dessus de la crémaillère ét des pignons montrés sur la fig. 18c.
La fig. 21 est une vue en coupe transversale suivant x-x de la fig. 14.
La fig. 22 est une vue de côté d'un dispositif de remplissage automatique dans sa position élevée de départ, et
la fig. 23 est une vue de côté de ce dispositif en position de remplissage.
Les fig. 1 et la représentent une buse de remplissage 101 qui peut être actionnée automatiqub ment ou à la main, montée insérée partiellement dans l'ouverture 102 d'un moule 3 destiné à mouler une chaussure. I1 est à remarquer que le moule 3 est incliné avec la pointe de la semelle vers le bas. Dans la première étape du procédé, seule la partie 104 (pointe de la semelle) du moule 3 est remplie. Le moule est maintenu suffisamment longtemps dans cette position penchée pour permettre aux bulles d'air, qui autrement seraient prisonnières dans la pointe, de s'échapper. Le moule 3 est alors redressé dans la position verticale des fig. 2 et 2a, dans les qwelles le moule 3 est représenté complètement rempli avec la matière à mouler.
Les fig. 3 et 3a sont une vue semblable aux fig.
2 et 2a et montrent le moule rempli chauffé par des éléments de chauffe 105 ou des lampes pour coaguler la matière moulée.
Sur les fig. 4 et 4a, le moule est représenté en position inclinée pour évacuer la matière moulée liquide non solidifiée. Tout ou partie du liquide restant peut être vidé et, sur les fig. 5 et 5a, le moule 3 est représenté partiellement vidé. La matière liquide restant dans le moule 3 est montrée répartie sur la surface de la semelle pendant que le moule 3 est culbuté. En même temps, les éléments de chauffage 105 chauffent le moule et également la solution restant dans le moule, sur une surface prédéterminée qui est ici la surface de la semelle.
Sur les fig. 6 et 6a, l'intérieur de l'article moulé est aspergé avec des particules relativement grandes d'un composé rendant rugueux, tel que le chlorure de polyvinyle ou l'acétate de polyvinyle (PVC-PVA) pour éliminer l'adhésivité caractéristique des articles à semelle plastique. La buse d'aspersion est repérée en 106.
Les fig. 7 et 7a illustrent la fusion partielle de la matière gélifiée dans le moule 3 par chauffage à l'aide d'éléments de chauffe 105, fusion partielle facilitant notamment l'extraction ultérieure de l'objet moulé hors du moule.
Sur les fig. 8 et 8a, la matière fondue, toujours contenue dans le moule 3, est refroidie au moyen d'eau ou de réfrigérants convenables dirigés sur le moule par les buses 107.
La fig. 9 illustre l'article complètement moulé étant extrait du moule 3.
Les moules employés dans ce procédé sont faits de dépôts électrolytiques de cuivre ou de nickel ou de combinaison de ces deux métaux et ont partout la même épaisseur. La matière première utilisée est une solution liquide capable de couler, sous l'influence de la chaleur, en un état semi-élastique et imperméable à l'eau. Les moules de ce procédé peuvent être transportés mécaniquement ou à la main à travers chaque étape.
Les étapes successives du procédé peuvent être résumées comme suit:
Ire étape: Le moule 3 est rempli partiellement et incliné, la pointe de la semelle vers le bas pour éliminer l'emprisonnement de bulles d'air à la pointe de la semelle (fig. 1 et la).
2" étape Le moule est retourné dans sa position verticale et complètement rempli (fig. 2 et 2a).
3e étape: Le moule est chauffé, ce qui provo- que la gélification de la couche de matière située près de la surface intérieure du moule (fig. -3 et 3a).
4e étape: Tout ou partie de la matière restant liquide est évacuée en renversant le moule (fig. 4 et 4a).
Se étape: Le moule continent encore une petite partie de matière liquide et passe à travers d'autres éléments chauffants pendant qu'il est soumis à un simple ou double balancement pour répartir unifor mément la matière liquide sur la semelle ou d'une façon non uniforme sur des régions prédéterminées telles que le talon, la pointe de la semelle ou l'empeigne (fig. 5 et Sa). A ce stade, on peut inclure, si on le désire, l'une ou l'autre des étapes 6 à 8.
6e étape: Le moule est complètement rempli, en position verticale, avec un liquide moulable, dans un but d'isolement, de décoration ou de renforcement. Cette étape correspond à l'étape 2 mentionnée précédemment (fig. 2 et 2a).
7e étape: Correspondant à la 6e étape comprenant de plus l'application de la chaleur pour gélifier la couche additionnelle (fig. 3 et 3a).
8e étape: Elle comprend l'évacuation du liquide d'isolement, de décoration ou de renforcement et correspond à l'étape 4 excepté que, dans l'étape 8, tout le liquide restant est de préférence évacué du moule (fig. 4 et 4a).
9e étape: Dans cette étape, la matière gélifiée dans le moule est aspergée avec un composé rendant la surface rugueuse, formé de grandes particules de
PVC ou PVA pour éliminer l'adhésivité caractéristique des produits finis à base de plastisol (fig. 6 et 6a).
10e étape: Le moule est alors passé à travers des éléments de chauffage additionnels pour compléter la fusion de l'article moulé.
Ile étape: Le moule est alors refroidi par des moyens convenables tels qu'aspersion d'eau (fig. 7 et 7a).
12e étape: Cette étape comprend l'extraction de l'article fini du moule (fig. 8 et 8a).
Les fig. 10 à 23 représentent une forme d'exécution de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-devant et les fig. 10 à 21 sont plus particulièrement t relatives au transport automatique des moules.
Dans les fig. 10 et 1 1 on a désigné par 1 un trolley de porte-moules et par 2 un porte-moules, le moule étant désigné par 3.
Les roues de guidage 4a et un chemin de roulement supérieur 6a sont montrés seulement sur la fig. 10.
Le trolley de porte-moules 1 est muni de roues évidées 4 et 5, roulant sur le chemin de roulement 6.
I1 est tiré par un convoyeur à chaîne 7.
Le porte-moules 12 est monté en 8, de façon à pouvoir pivoter sur le trolley 1 du porte-moules. Des roues à cames 9 et 10 sont disposées comme montré et leur fonction sera décrite ultérieurement.
Le moule 3 comporte une plaque 1 1 et est verrouillé sur des bras 12 et 13 du porte-moules 2 à l'aide d'un dispositif de verrouillage 1 la et de cette façon des moules de différentes formes ou dimensions peuvent être rapidement montés sur le portemoules.
Dans la fig. 12a, le porte-moules correspondant à la fig. 11 est montré, le moule étant dans une position de 2700.
Dans la fig. 12b, au moment où le trolley du porte-moules, poussé par le convoyeur à chaîne 7, roule sur le chemin de roulement 6 par les roues évidées 4 et 5, la roue à came 9 passe devant une came 14 et, à cause de la différence entre les plans de roues à cames 9 et 10, la roue à came 10 vient en contact avec la came 14. La différence entre les plans des roues à cames 9 et 10 est montrée à la fig. 10. La roue à came 10 est guidée vers le haut et en avant sur la came 14, occasionnant le pivotement autour du pivot 8 du porte-moules 2 et du moule 3, à un angle de moins de 2700. Lorsque la roue à came 10 quitte la came 14, la roue à came 9 vient en contact avec une came 14a et roule vers le bas et en avant le long de la partie inférieure de la came 14a et par conséquent augmente encore l'inclinaison du moule.
Du fait de l'élévation de la roue, à came 10 par l'action de pivotement autour de 8, la roue à came 10 passe librement au-dessus de la came 14a et ne vient pas en contact avec elle.
La réalisation du pivot 8 est telle que, lorsque le porte-moules 2 et le moule 3 qui y est attaché sont guidés par les cames vers la position inclinée ils resteront dans cette position inclinée jusqu'à ce que l'angle soit modifié par une action ultérieure des cames.
Continuant à se déplacer sur le chemin de roulement, le porte-moules 2 et le moule 3 qui y est attaché, sont en position inclinée à un angle de moins de 2700. De nouveau, à cause des différences dans les plans des roues à cames 9 et 10, la roue à came 9 passe librement devant une came 15, pendant que la roue à came 10 entre en contact avec elle comme montré dans la fig. 12c. Lorsque la roue à came 10 roule vers le bas et en avant le long de la face inférieure de la came 15, l'action de pivotement autour du pivot 8 oblige l'inclinaison du moule à changer, à partir d'un angle de moins de 2700 pour devenir un angle de plus de 2700 comme montré à la fig. 12c.
Lorsque la roue à came 10 quitte la came 15, le porte-moules 2 et le moule 3 qui y est attaché, sont inclinés à un angle de plus de 2700. Du fait de cet angle, la roue à came 9 est dans une position suréle vée et passe au-dessus de la came 16 (voir fig. 12d).
La roue à came 10 vient cependant en contact avec une came 16 et fait revenir le moule en position verticale puis à un angle de moins de 2700 comme montré à la fig. 12d.
Comme dans la fig. 12b, l'action d'une came 1 6a sur la roue à came 9 augmente l'angle d'inclinaison à nouveau comme montré à la fig. 12d.
La sélection des cames montrée donne au moule 3 une douce action de balancement et l'on remarque que diverses combinaisons de cames peuvent être utilisées de façon que le moule puisse être pivoté de n'importe quel angle.
Dans les fig. 13 et 14, la référence 1 identifie à nouveau le trolley du porte-moules, la référence 2 le porte-moules et la référence 3 le moule.
Le porte-moules 2 est muni d'arbres pignons verticaux 13 et 19, un engrenage hélicoïdal 20 fixé sur un arbre-pignon vertical 19 et un arbre-pignon horizontal 17 fixé sur un engrenage 21 sont montrés seulement sur la fig. 13. L'engrenage hélicoidal 20 engrène avec la roue dentée 21.
Le trolley du porte-moules 1 est muni de roues évidées 4 et 5 roulant sur le chemin de roulement 6.
Ledit trolley 1 est tiré par le convoyeur à chaîne 7.
La roue de guidage 4a et le chemin de roulement supérieur 6a sont également montrés aux fig. 13 et 14. Le moule 3 est muni d'une plaque 1 1 et est verrouillé d'une façon amovible sur les bras 12 et 13 du porte-moules 2.
Sur les fig. 15a - c, le dispositif porte-moules cor respondant t à la fig. 13 est montré sur la fig. 15c.
Lorsque le porte-moules est tiré le long du chemin de roulement 6 par le convoyeur à chaîne 7, l'arbrepignon 18 vient en contact avec la crémaillère 22, comme montré sur la fig. lSb. Les dents du pignon 18 engrènent avec les dents de la crémaillère 22, et lorsque le pignon 18 roule le long de la crémaillère 22, un mouvement de rotation est imprimé audit axe.
Ce mouvement de rotation est communiqué à l'arbre-pignon 17 par l'effet différentiel de l'engrenage hélicoïdal 20 et l'engrenage 21. Lorsque la roue dentée 21 se met à tourner, l'arbre-pignon horizontal 17 tourne également. Le porte-moules 2 étant fixé au pignon-arbre horizontal 17 pivotera autour de 17, de façon que le porte-moules 2 et le moule 3 soient inclinés d'un angle de plus de 2700 comme montré sur la fig. 15b.
L'engrènement des dents du pignon 18 avec la crémaillère 22 est montré plus clairement sur la fig. 16. Après que l'arbre-pignon est passé et dégagé de la crémaillère 22, le porte-moules 2 et le moule 3 resteront en position inclinée jusqu'à ce qu'ils soient soumis à une action ultérieure d'engrenages.
Continuant le long du chemin de roulement, l'arbre-pignon 18 vient en contact avec la crémaillère 23. La crémaillère 23 est identique à la crémaillère 22, sauf qu'elle est montée pour s'engager avec l'arbre-pignon 28 du côté opposé à la crémaillère 22 et par conséquent communiquera à l'arbre-pignon 18 un mouvement de rotation en sens inverse de celui de la crémaillère 22.
Cette différence dans le mouvement de rotation est montrée clairement par les flèches 29 et 30 des fig. 16 et 17. Ainsi, lorsque l'arbre-pignon 18 roule sur la crémaillère 23 comme sur la fig. 1 Sa, l'action de l'arbre-pignon horizontal sur le porte-moules 2 sera l'inverse de celui de la fig. lSb et le moule 3 pivotera à un angle de moins de 2700.
La disposition des crémaillères montrée sur les fig. 15a-c donne au moule un doux mouvement de balancement et on remarquera qu'en variant les lon tueurs et les positions des crémaillères, le moule pourra être pivoté de n'importe quel angle choisi.
Suivant la forme d'exécution représentée sur les fig. 18 à 20, l'installation comporte un trolley portemoules roulant le long d'un chemin de roulement 6 sur des roues évidées 4 et 5. Le porte-moules 2 est monté de façon à pouvoir pivoter en 31 autour d'un arbre-pignon principal horizontal 17 et est articulé également en 24 à un bras fixe 32.
Le porte-moules est muni d'un arbre-pignon vertical 18, porté par un palier 36, l'arbre-pignon vertical 19 est muni à sa partie inférieure d'un engrenage hélicoïdal 25. L'arbre-pignon principal horizontal 17 est muni d'un filetage externe hélicoïdal 37 et a été vissé à l'intérieur de l'alésage de l'engrenage 26, qui possède un filetage hélicoïdal intérieur. L'engrenage alésé 26 a un filet extérieur à vis qui engrène avec l'engrenage hélicoïdal 25 situé sur l'arbre-pignon 19. Lorsque le dispositif porte-moules roule sur le chemin de roulement, le filetage de l'arbre-pignon vertical 19 vient en contact avec la crémaillère 27 et engrène avec elle. Lorsque l'arbre-pignon 19 roule le long de la crémaillère 27, il reçoit un mouvement de rotation comme montré par la flèche 33, fig. 19.
Ce mouvement de rotation est communiqué par le pignon-arbre vertical 19 à l'engrenage hélicoïdal 25.
Celui-ci en tournant coopère avec la roue à vis 38 pour faire tourner l'engrenage alésé 26. La rotation dudit engrenage alésé fait tourner par son filetage intérieur 37, l'hélice à filets extérieurs de l'arbre principal 17.
L'arbre principal 17 est libre de se mouvoir horizontalement, mais l'engrenage alésé 26 est limité dans son déplacement horizontal. Par les relations entre les engrenages 19, 25, 38, 37, on voit que, si l'arbre-pignon 19 tourne dans la direction de la flèche 33 (voir fig. 18a, 18b et la fig. 19) l'arbre principal 17 sera forcé de se déplacer vers le portemoules 2.
De même en comparant les fig. 18a et 18b on voit que le porte-moules pivotera en 24 et 31 sous l'action de l'arbre principal 17 lorsqu'il se déplacera vers l'extérieur.
Le moule 3 peut être incliné dans le sens oppose, comme dans la fig. 18a, si l'arbre-pignon n 19 tourne dans la direction de la flèche 40, comme montré à la fig. 18c et sur la fig. 20.
On remarquera qu'une action réciproque peut être communiquée à l'arbre principal 17, de façon que le moule 3 soit balancé d'un côté à l'autre.
Le mouvement de balancement décrit fig. 13, 14 et 15 et le mouvement de balancement décrit dans les fig. 18, 19 et 20 peuvent être combinés, comme on peut le découvrir en se référant à la fig. 21, qui est une vue en coupe transversale suivant la ligne x-x de la fig. 14. Le trolley du porte-moules 1 est muni d'une roue guide 4a, roulant sur le chemin de roulement supérieur 6a, l'arbre principal 17 peut pivoter sur le porte-moules 2 à l'aide du joint à rotule 31 a elt l'alésage 17b de l'arbrbpignon principal glisse dans le palier 41 du porte-moules 1.
L'arbre principal 17a est monté pour le mouvement de va-et-vient indiqué par la flèche 46, au moyen de l'alésage 17b et des paliers 42 et 43. La rainure de verrouillage 44 dans l'arbre principal 1 7a est engagée par le verrou 45 et peut coulisser, permettant ainsi un mouvement de va-et-vient de l'arbre principal 1 7a et évitant la rotation de cet arbre. Le bras fixe 32 est replié au bras vertical 7 de la glissière de l'arbre principal 17b et est monté sur le porte-moules 2 de façon à pouvoir pivoter en 24. La glissière de l'arbre principal 17b se termine par une roue dentée 21, montée pour engrener avec l'engrenage hélicoïdal 20, non montré fig. 21, mais que l'on peut voir fig. 13.
Les filets hélicoïdaux extérieurs 37 sur l'arbre principal 1 7a coopèrent avec les filetages intérieurs correspondants de l'engrenage alésé 26. La roue à vis 38, sur l'engrenage alésé 26 est montée pour coopérer avec l'engrenage hélicoïdal 25 représenté fig. 18.
Lorsque l'engrenage hélicoïdal 25 tourne, la roue à vis 38 et l'engrenage alésé 26 tournent autour de l'arbre principal 17a. A cause du verrouillage 45 à l'intérieur de la rainure 44 de l'arbre principal 17a, on empêche la rotation dudit arbre 17a et il en résultera un mouvement horizontal dudit arbre 17a Si ledit arbre 17a est obligé de se déplacer vers le moule 2, l'action de pivotement de la rotule 31a et du palier 24 penchera vers le bas le bras porte-moules 12. De même si l'arbre principal 17a est retiré à l'intérieur du trolley porte-moules 1, l'action de pivotement de la rotule 31a et du palier 24 inclinera vers le haut, le bras 12 du porte-moules (voir aussi fig. 18).
La rotation de l'engrenage hélicoïdal 20, représenté fig. 15a- c, qui, comme expliqué ci-dessus engrène avec la roue dentée 21 de la glissière de l'arbre principal 17b, fera que la roue dentée 21 et la glissière de l'arbre principal 17b tourneront autour de l'arbre principal 17a. Le bras vertical 47 et son bras fixé horizontalement 32 qui sont solidaires de la glissière de l'arbre principal 17b tourneront sous l'action de la roue dentée 21. La rotation du bras horizontal 32, qui est attaché au porte-moules 2, fera tourner ledit porte-moules 2 autour du joint à rotule 31a (voir fig. 15 et la description correspondante).
L'action de balancement causée par l'engrenage 21, l'arbre principal 17b, le bras vertical 47 et le bras horizontal 32, ainsi que l'action d'inclinaison causée par le pignon alésé 26 et l'arbre principal 17a peuvent être, comme on le voit, obtenues simultanément.
Les fig. 22 et 23 illustrent un dispositif de remplissage automatique des moules mobiles. Ce dispositif comprend un transporteur 76 sur lequel est monté un élévateur 77, portant lui-même la buse de remplissage 78, reliée à un dispositif d'approvisionnement en liquide (non représenté). Le transporteur à buse de remplissage 76 est solidaire d'une tige de piston 79, se terminant par un piston contenu à l'intérieur d'un cylindre 80. L'élévateur 77 est guidé par des paliers 81 solidaires du transporteur 76, et est solidaire d'une tige de piston 82 se terminant par un piston continu à l'intérieur d'un cylindre 83.
Le moule 3 est solidaire d'un porte-moules 2, lequel est monté sur le trolley du porte-moules. Ce porte-moules 2 est monté de façon à pouvoir pivoter sur le trolley 1 par le palier 18 et les roues 4 et 5 du trolley roulant sur le chemin de roulement 6, comme indiqué précédemment. Le trolley 1 est muni de flasques de guidage 85 et d'un rebord 89.
Des interrupteurs sont montés sur le mécanisme de remplissage comme suit: des interrupteurs 86 et 88 sur le côté inférieur du transporteur 76, un interrupteur 94 monté de façon à rencontrer le transporteur 76 sur le côté le plus éloigné du cylindre 80, et un interrupteur 95 monté sur le cylindre 80, en face du transporteur 76. Un flotteur de contrôle de niveau est monté sur la buse de remplissage 78.
En cours de travail, le moule 3 est transporté par le trolley 1, dans la direction de la flèche 84, le trolley étant tiré par le convoyeur à chaîne 7 et roulant avec les roues 4 et 5 sur le chemin de roulement 6. Le flasque 85 du trolley du porte-moules 1 est en alignement avec l'interrupteur 86 sur le transporteur 76. Lorsque le trolley 1 avance, le flasque 85 vient en contact avec l'interrupteur 86. Lorsque l'interrupteur 86 se ferme, le cylindre 83 est mis en action pour baisser l'élévateur 77 qui descend jusqu'à ce que la butée 87 rencontre l'angle du flasque 85 et l'interrupteur 88 sur l'élévateur 77 rencontre le rebord 89 sur le trolley 1. Lorsque l'interrupteur 88 se ferme, le mouvement de descente de l'élévateur 77 est arrêté et la buse de remplissage 78 est ouverte.
En se référant à la fig. 23, on voit que l'élévateur 77 est représenté en position de remplissage, avec l'intermpteur 88 en contact avec le flasque 89, le flasque 85 en contact avec la butée 87 et la buse de remplissage 78 pénètre partiellement dans le moule 3. La position relative de la buse de remplissage 78 à l'intérieur du moule est maintenue pendant un temps suffisant pour remplir partiellement ou complètement le moule comme désiré. Sur la fig. 23, le moule 3 est représenté en position inclinée.
On remarquera que le déplacement du trolley 1 est continu et que le remplissage du moule 3 s'effectue complètement sans interruption de ce déplacement, dans la direction de la flèche 84. La buse de remplissage 78 est libre de se déplacer dans la direction de la flèche 84 avec son transporteur 76, et quand le flasque 85 du trolley 1 rencontre la butée 87 de l'élévateur 77, le transporteur 76 et la buse de remplissage 78 sont poussés dans la direction de la flèche 84. Pendant ce déplacement, le moule 3 est rempli de la façon désirée.
Lorsque le niveau du liquide dans le moule 3 vient au contact du flotteur de contrôle 90, le remplissage de la buse de remplissage 78 est arrêté et le cylindre 83 est mis en action pour élever l'élévateur 77, de façon que la buse de remplissage 78 soit complètement sortie du moule. L'élévateur, en montant, vient en contact avec les interrupteurs 91 et 92 et les ferme. L'interrupteur 91 arrête le mouvement de montée de l'élévateur 77 et l'interrupteur 92 actionne le cylindre 80 qui fait revenir le transporteur 76 dans la direction de la flèche 93, jusqu'à ce que le transporteur 76 rencontre et ferme l'interrupteur 94, arrêtant le transporteur 76 dans la position montrée fig. 22.
L'interrupteur de sécurité 95 est prévu pour arrêter le déplacement du transporteur 76 dans la direction de la flèche 84, au cas où le flotteur de contrôle ne fonctionnerait pas. Le transporteur 76 retournera à la position montrée fig. 22, à temps pour coopérer avec le moule suivant.
Process for molding hollow objects by gelation and installation for the implementation of this process
For the molding of hollow objects, for example shoes, by gelling it is known to use thin metal molds which are filled with a solidifiable material. These molds are heated externally in order to solidify the layers of material in contact with the mold and the remaining part of the liquid is then poured from the mold, leaving a skin which will then be surface remelted and detached from the mold in order to form the hollow object to be manufactured. .
The manufacture of shoes by this process has certain drawbacks. In particular, air bubbles frequently accumulate inside the mold, at the tip of the sole, and consequently weaken the finished product.
It has also been proposed to thicken and reinforce the sole of the article produced by coagulation molding. In the past, attempts have been made to thicken the sole by applying more or less intense heat to the region of the sole or by heating the part of the mold corresponding to the sole for a longer time. But these are complicated processes; in addition, it is difficult to control the process to achieve uniform or non-uniform, but predetermined, thickening for various surfaces of the shoe.
The method of molding hollow objects, in particular shoes, by gelation, which the present invention comprises, aims to remedy the drawbacks mentioned above.
This process is characterized in that the partial filling of a previously inclined mold is carried out successively with a gelling molding liquid, then its complete filling, the mold then being brought to its vertical position.
This process makes it possible to obtain a molded article of homogeneous structure.
In a particular implementation of the process, the mold may, after its complete filling, be heated to obtain gelation of the molding liquid in a layer against the interior wall of the mold, which layer makes up the molded article to be obtained, the non-part. gelled of the molding liquid then being partially or totally evacuated, and the mold then being heated to ensure partial melting of the molded article, cooling of the molded article and of the mold allowing the extraction of said molded article from the mold.
Heretofore, in gel molding, open molds move on a belt conveyor or on a chain and trolley conveyor. Mobile molds are partially or fully filled several times during the molding process, and these operations are conventionally done by hand.
The present invention further comprises an installation for implementing the aforementioned method, which makes it possible, among other things, to make these operations automatic.
This installation is characterized in that the molds are each mounted on a mold holder which is integral with a trolley, each trolley being provided with means allowing the mold to pivot by cooperation with control means arranged on the path taken by the trolley during its movement, the whole so as to make automatic the various variations of inclinations to which the mold must be subjected.
In a particular embodiment of the installation, the mold holder may be provided with means such as cam wheels, which, by cooperating with cams, vary the inclination of the mold holder and consequently of the mold.
Still according to a particular embodiment of an installation, it may include a device for filling moving molds, a filling base integral with a movable elevator in the height direction and mounted on a mobile conveyor. on a raceway, the whole so as to allow the movement of the filling base from one of the mobile molds to the other during the movement of the latter.
The appended drawing illustrates an implementation of the method which is the subject of the invention and represents, by way of example, various embodiments of the installation which also comprises the invention.
Figs. 1 to 8 and 1a to 8a are side and front views, respectively, of a mold during the various steps of carrying out the process.
Fig. 9 is a side view of the molded article taken out of the mold.
Fig. 10 is a top view, partial, of a first embodiment of an installation for implementing the method.
Fig. 11 is a side view of FIG. 10.
Figs. 12a, b, c and d show a cam arrangement used for the installation of figs. 10 and 11.
Fig. 13 is a side view, partial, of another embodiment of an installation for implementing the method.
Fig. 14 is a top view of FIG. 13.
Figs. lSa-c show a variant of an installation for implementing the method.
Fig. 16 is a top view of the rack and pinions shown in FIG. 1 Sa.
Fig. 17 is a top view of the rack and pinions shown in FIG. lSa.
Figs. 18a, b, c include the front views of the mold holder shown in fig. 15c.
Fig. 19 is a top view of the pinions and racks shown in FIG. 18b.
Fig. 20 is a top view of the rack and pinions shown in FIG. 18c.
Fig. 21 is a cross-sectional view along x-x of FIG. 14.
Fig. 22 is a side view of an automatic filling device in its raised starting position, and
fig. 23 is a side view of this device in the filling position.
Figs. 1 and 1a show a filling nozzle 101 which can be actuated automatically or by hand, mounted partially inserted in the opening 102 of a mold 3 intended to mold a shoe. It should be noted that the mold 3 is inclined with the tip of the sole downwards. In the first step of the process, only part 104 (tip of the sole) of the mold 3 is filled. The mold is held long enough in this tilted position to allow air bubbles, which would otherwise be trapped in the tip, to escape. The mold 3 is then straightened into the vertical position of FIGS. 2 and 2a, in qwelles the mold 3 is shown completely filled with the material to be molded.
Figs. 3 and 3a are a view similar to FIGS.
2 and 2a and show the filled mold heated by heating elements 105 or lamps to coagulate the molded material.
In fig. 4 and 4a, the mold is shown in an inclined position to discharge the non-solidified liquid molded material. All or part of the remaining liquid can be emptied and, in fig. 5 and 5a, the mold 3 is shown partially emptied. The liquid material remaining in the mold 3 is shown distributed over the surface of the sole as the mold 3 is tumbled. At the same time, the heating elements 105 heat the mold and also the solution remaining in the mold, on a predetermined surface which here is the surface of the sole.
In fig. 6 and 6a, the interior of the molded article is sprayed with relatively large particles of a roughening compound, such as polyvinyl chloride or polyvinyl acetate (PVC-PVA) to remove the stickiness characteristic of articles with plastic soles. The spray nozzle is marked 106.
Figs. 7 and 7a illustrate the partial melting of the gelled material in the mold 3 by heating using heating elements 105, partial melting in particular facilitating the subsequent extraction of the molded object from the mold.
In fig. 8 and 8a, the molten material, still contained in the mold 3, is cooled by means of water or suitable refrigerants directed onto the mold by the nozzles 107.
Fig. 9 illustrates the fully molded article being taken out of mold 3.
The molds used in this process are made of electrolytic deposits of copper or nickel or a combination of these two metals and have the same thickness everywhere. The raw material used is a liquid solution capable of flowing, under the influence of heat, in a semi-elastic and waterproof state. The molds from this process can be transported mechanically or by hand through each stage.
The successive steps of the process can be summarized as follows:
1st step: The mold 3 is partially filled and inclined, the tip of the sole downwards to eliminate the trapping of air bubbles at the tip of the sole (fig. 1 and la).
2nd step The mold is returned to its vertical position and completely filled (fig. 2 and 2a).
Step 3: The mold is heated, which causes gelation of the layer of material located near the interior surface of the mold (fig. -3 and 3a).
4th step: All or part of the material remaining liquid is evacuated by inverting the mold (fig. 4 and 4a).
Step: The mold still contains a small portion of liquid material and passes through other heating elements while it is subjected to a single or double rocking to distribute the liquid material evenly on the sole or in a non-uniform manner. uniform on predetermined regions such as the heel, toe of the sole or the upper (fig. 5 and Sa). At this point, one or the other of steps 6 to 8 can be included, if desired.
6th step: The mold is completely filled, in an upright position, with a moldable liquid, for the purpose of isolation, decoration or reinforcement. This step corresponds to step 2 mentioned above (fig. 2 and 2a).
7th step: Corresponding to the 6th step further comprising the application of heat to gel the additional layer (fig. 3 and 3a).
8th step: It comprises the evacuation of the isolation, decoration or reinforcement liquid and corresponds to step 4 except that in step 8 all the remaining liquid is preferably discharged from the mold (fig. 4 and 4a).
9th step: In this step, the gelled material in the mold is sprayed with a compound making the surface rough, formed of large particles of
PVC or PVA to eliminate the characteristic stickiness of finished plastisol-based products (fig. 6 and 6a).
Step 10: The mold is then passed through additional heating elements to complete the melting of the molded article.
Step: The mold is then cooled by suitable means such as sprinkling water (fig. 7 and 7a).
12th step: This step involves extracting the finished article from the mold (fig. 8 and 8a).
Figs. 10 to 23 show an embodiment of the installation for implementing the method described above and FIGS. 10 to 21 relate more particularly to the automatic transport of the molds.
In fig. 10 and 11 denoted by 1 a trolley of mold holders and by 2 a mold holder, the mold being designated by 3.
The guide wheels 4a and an upper raceway 6a are shown only in fig. 10.
The mold holder trolley 1 has recessed wheels 4 and 5, rolling on the raceway 6.
It is pulled by a chain conveyor 7.
The mold holder 12 is mounted in 8, so as to be able to pivot on the trolley 1 of the mold holder. Cam wheels 9 and 10 are arranged as shown and their function will be described later.
The mold 3 comprises a plate 11 and is locked on the arms 12 and 13 of the mold holder 2 using a locking device 11a and in this way molds of different shapes or sizes can be quickly mounted on the mold holder.
In fig. 12a, the mold holder corresponding to FIG. 11 is shown with the mold in a 2700 position.
In fig. 12b, at the moment when the trolley of the mold holder, pushed by the chain conveyor 7, rolls on the raceway 6 by the recessed wheels 4 and 5, the cam wheel 9 passes in front of a cam 14 and, because of the difference between the planes of the cam wheels 9 and 10, the cam wheel 10 comes into contact with the cam 14. The difference between the planes of the cam wheels 9 and 10 is shown in fig. 10. The cam wheel 10 is guided upward and forward on the cam 14, causing the pivoting around the pivot 8 of the mold holder 2 and the mold 3, at an angle of less than 2700. When the cam wheel 10 leaves the cam 14, the cam wheel 9 contacts a cam 14a and rolls down and forward along the lower part of the cam 14a and therefore further increases the tilt of the mold.
Due to the elevation of the cam wheel 10 by the pivoting action around 8, the cam wheel 10 passes freely over the cam 14a and does not come into contact with it.
The realization of the pivot 8 is such that, when the mold holder 2 and the mold 3 which is attached to it are guided by the cams towards the inclined position they will remain in this inclined position until the angle is modified by a subsequent cam action.
Continuing to move on the raceway, the mold holder 2 and the mold 3 attached to it are in a tilted position at an angle of less than 2700. Again, because of the differences in the planes of the cam wheels 9 and 10, the cam wheel 9 passes freely past a cam 15, while the cam wheel 10 comes into contact with it as shown in FIG. 12c. As the cam wheel 10 rolls down and forward along the underside of the cam 15, the pivoting action around the pivot 8 forces the tilt of the mold to change, from an angle less from 2700 to become an angle of more than 2700 as shown in fig. 12c.
When the cam wheel 10 leaves the cam 15, the mold holder 2 and the mold 3 attached to it are inclined at an angle of more than 2700. Due to this angle, the cam wheel 9 is in a position. raised and passes over cam 16 (see fig. 12d).
Cam wheel 10, however, comes into contact with cam 16 and returns the mold to a vertical position and then to an angle of less than 2700 as shown in FIG. 12d.
As in fig. 12b, the action of a cam 16a on the cam wheel 9 increases the angle of inclination again as shown in FIG. 12d.
The selection of cams shown gives the mold 3 a smooth rocking action and it is noted that various combinations of cams can be used so that the mold can be rotated at any angle.
In fig. 13 and 14, reference 1 again identifies the trolley of the mold holder, reference 2 the mold holder and reference 3 the mold.
The mold carrier 2 is provided with vertical pinion shafts 13 and 19, a helical gear 20 fixed on a vertical pinion shaft 19 and a horizontal pinion shaft 17 fixed on a gear 21 are shown only in fig. 13. The helical gear 20 meshes with the toothed wheel 21.
The trolley of the mold holder 1 is provided with recessed wheels 4 and 5 rolling on the raceway 6.
Said trolley 1 is pulled by chain conveyor 7.
The guide wheel 4a and the upper raceway 6a are also shown in figs. 13 and 14. The mold 3 is provided with a plate 11 and is removably locked on the arms 12 and 13 of the mold holder 2.
In fig. 15a - c, the corresponding mold holder device t in fig. 13 is shown in fig. 15c.
When the mold carrier is pulled along the raceway 6 by the chain conveyor 7, the pinion shaft 18 comes into contact with the rack 22, as shown in fig. lSb. The teeth of the pinion 18 mesh with the teeth of the rack 22, and when the pinion 18 rolls along the rack 22, a rotational movement is imparted to said axis.
This rotational movement is communicated to the pinion shaft 17 by the differential effect of the helical gear 20 and the gear 21. When the toothed wheel 21 begins to rotate, the horizontal pinion shaft 17 also rotates. The mold carrier 2 being attached to the horizontal pinion shaft 17 will pivot around 17, so that the mold carrier 2 and the mold 3 are inclined at an angle of more than 2700 as shown in fig. 15b.
The engagement of the teeth of the pinion 18 with the rack 22 is shown more clearly in FIG. 16. After the pinion shaft is passed and disengaged from the rack 22, the mold holder 2 and the mold 3 will remain in the tilted position until they are subjected to further gearing action.
Continuing along the raceway, the pinion shaft 18 contacts the rack 23. The rack 23 is identical to the rack 22, except that it is mounted to engage with the pinion shaft 28 of the rack. side opposite to the rack 22 and consequently will impart to the pinion shaft 18 a rotational movement in the opposite direction to that of the rack 22.
This difference in rotational movement is clearly shown by arrows 29 and 30 of Figs. 16 and 17. Thus, when the pinion shaft 18 rolls on the rack 23 as in FIG. 1 Sa, the action of the horizontal pinion shaft on the mold holder 2 will be the reverse of that of fig. lSb and mold 3 will rotate at an angle of less than 2700.
The arrangement of the racks shown in FIGS. 15a-c gives the mold a gentle rocking motion and it will be appreciated that by varying the lengths and the positions of the racks, the mold can be rotated by any chosen angle.
According to the embodiment shown in FIGS. 18 to 20, the installation comprises a mold holder trolley rolling along a track 6 on recessed wheels 4 and 5. The mold holder 2 is mounted so as to be able to pivot at 31 around a pinion shaft. horizontal main 17 and is also articulated at 24 to a fixed arm 32.
The mold holder is provided with a vertical pinion shaft 18, carried by a bearing 36, the vertical pinion shaft 19 is provided at its lower part with a helical gear 25. The horizontal main pinion shaft 17 is provided with a helical external thread 37 and has been screwed into the bore of the gear 26, which has an internal helical thread. The bored gear 26 has an external screw thread which meshes with the helical gear 25 located on the pinion shaft 19. As the mold carrier rolls on the raceway, the thread of the vertical pinion shaft 19 comes into contact with the rack 27 and meshes with it. When the pinion shaft 19 rolls along the rack 27, it receives a rotational movement as shown by arrow 33, fig. 19.
This rotational movement is communicated by the vertical pinion-shaft 19 to the helical gear 25.
The latter by rotating cooperates with the worm wheel 38 to rotate the bored gear 26. The rotation of said bored gear causes the external threaded propeller of the main shaft 17 to rotate through its internal thread 37.
The main shaft 17 is free to move horizontally, but the bored gear 26 is limited in its horizontal movement. From the relationship between the gears 19, 25, 38, 37, it can be seen that if the pinion shaft 19 rotates in the direction of arrow 33 (see fig. 18a, 18b and fig. 19) the main shaft 17 will be forced to move to mold holder 2.
Likewise by comparing Figs. 18a and 18b it can be seen that the mold holder will pivot at 24 and 31 under the action of the main shaft 17 when it moves outwards.
The mold 3 can be tilted in the opposite direction, as in fig. 18a, if the pinion shaft 19 turns in the direction of arrow 40, as shown in fig. 18c and in fig. 20.
Note that a reciprocal action can be communicated to the main shaft 17, so that the mold 3 is swung from side to side.
The rocking movement described in fig. 13, 14 and 15 and the rocking movement described in figs. 18, 19 and 20 can be combined, as can be seen by referring to FIG. 21, which is a cross-sectional view taken along the line x-x of FIG. 14. The trolley of the mold holder 1 is provided with a guide wheel 4a, rolling on the upper raceway 6a, the main shaft 17 can be pivoted on the mold holder 2 using the ball joint 31a and the bore 17b of the main pinion shaft slides into the bearing 41 of the mold holder 1.
The main shaft 17a is mounted for the reciprocating movement indicated by the arrow 46, by means of the bore 17b and the bearings 42 and 43. The locking groove 44 in the main shaft 17a is engaged. by the latch 45 and can slide, thus allowing a reciprocating movement of the main shaft 17a and avoiding the rotation of this shaft. The fixed arm 32 is folded over to the vertical arm 7 of the main shaft slide 17b and is mounted on the mold holder 2 so as to be able to pivot at 24. The main shaft slide 17b ends with a toothed wheel. 21, mounted to mesh with the helical gear 20, not shown in fig. 21, but which can be seen in fig. 13.
The outer helical threads 37 on the main shaft 17a cooperate with the corresponding inner threads of the bore gear 26. The worm wheel 38, on the bore gear 26 is mounted to cooperate with the helical gear 25 shown in FIG. 18.
As the helical gear 25 rotates, the worm wheel 38 and the bore gear 26 rotate around the main shaft 17a. Because of the locking 45 inside the groove 44 of the main shaft 17a, rotation of said shaft 17a is prevented and a horizontal movement of said shaft 17a will result if said shaft 17a is forced to move towards the mold 2 , the pivoting action of the ball 31a and the bearing 24 will tilt down the mold support arm 12. Similarly if the main shaft 17a is withdrawn inside the mold support trolley 1, the action of pivoting of the ball joint 31a and of the bearing 24 will tilt upwards, the arm 12 of the mold holder (see also fig. 18).
The rotation of the helical gear 20, shown in fig. 15a- c, which as explained above meshes with the gear 21 of the main shaft slide 17b, will cause the gear 21 and the main shaft slide 17b to rotate around the main shaft 17a . The vertical arm 47 and its horizontally fixed arm 32 which are integral with the slide of the main shaft 17b will rotate under the action of the toothed wheel 21. The rotation of the horizontal arm 32, which is attached to the mold holder 2, will make turn said mold holder 2 around the ball joint 31a (see fig. 15 and the corresponding description).
The rocking action caused by the gear 21, the main shaft 17b, the vertical arm 47 and the horizontal arm 32, as well as the tilting action caused by the bored gear 26 and the main shaft 17a can be , as we see, obtained simultaneously.
Figs. 22 and 23 illustrate an automatic filling device for mobile molds. This device comprises a conveyor 76 on which is mounted an elevator 77, itself carrying the filling nozzle 78, connected to a liquid supply device (not shown). The filling nozzle conveyor 76 is integral with a piston rod 79, terminating in a piston contained within a cylinder 80. The elevator 77 is guided by bearings 81 integral with the conveyor 76, and is integral with a piston rod 82 terminating in a continuous piston inside a cylinder 83.
The mold 3 is integral with a mold holder 2, which is mounted on the trolley of the mold holder. This mold holder 2 is mounted so as to be able to pivot on the trolley 1 by the bearing 18 and the wheels 4 and 5 of the trolley rolling on the raceway 6, as indicated above. The trolley 1 is provided with guide flanges 85 and a flange 89.
Switches are mounted on the filling mechanism as follows: switches 86 and 88 on the underside of conveyor 76, a switch 94 mounted to meet conveyor 76 on the side furthest from cylinder 80, and a switch 95 mounted on cylinder 80, opposite conveyor 76. A level control float is mounted on fill nozzle 78.
During work, the mold 3 is transported by the trolley 1, in the direction of the arrow 84, the trolley being pulled by the chain conveyor 7 and rolling with the wheels 4 and 5 on the raceway 6. The flange 85 of the mold carrier trolley 1 is in alignment with the switch 86 on the conveyor 76. As the trolley 1 advances, the flange 85 contacts the switch 86. When the switch 86 closes, the cylinder 83 is actuated to lower the elevator 77 which descends until the stop 87 meets the angle of the flange 85 and the switch 88 on the elevator 77 meets the flange 89 on the trolley 1. When the switch 88 is closed, the downward movement of the elevator 77 is stopped and the filling nozzle 78 is opened.
Referring to fig. 23, we see that the elevator 77 is shown in the filling position, with the switch 88 in contact with the flange 89, the flange 85 in contact with the stop 87 and the filling nozzle 78 partially penetrates into the mold 3. The relative position of the filling nozzle 78 within the mold is maintained for a time sufficient to partially or completely fill the mold as desired. In fig. 23, the mold 3 is shown in an inclined position.
It will be noted that the movement of the trolley 1 is continuous and that the filling of the mold 3 takes place completely without interrupting this movement, in the direction of the arrow 84. The filling nozzle 78 is free to move in the direction of the arrow 84 with its conveyor 76, and when the flange 85 of the trolley 1 meets the stop 87 of the elevator 77, the conveyor 76 and the filling nozzle 78 are pushed in the direction of the arrow 84. During this movement, the mold 3 is filled in as desired.
When the liquid level in the mold 3 comes into contact with the control float 90, the filling of the filling nozzle 78 is stopped and the cylinder 83 is put into action to raise the elevator 77, so that the filling nozzle 78 is completely out of the mold. The elevator, going up, comes into contact with the switches 91 and 92 and closes them. Switch 91 stops the upward movement of elevator 77 and switch 92 operates cylinder 80 which returns conveyor 76 in the direction of arrow 93, until conveyor 76 meets and closes the cylinder. switch 94, stopping the conveyor 76 in the position shown in fig. 22.
The safety switch 95 is provided to stop the movement of the conveyor 76 in the direction of the arrow 84, in the event that the control float is not functioning. The conveyor 76 will return to the position shown in fig. 22, in time to cooperate with the next mold.