Procédé de fabrication d'objets par façonnage d'un flan de matière synthétique thermoplastique,
machine pour la mise en oeuvre de ce procédé,
et objet fabriqué au moyen de ce procédé
Le présent brevet a pour objet un procédé de fabrication d'objets par façonnage d'un flan de matière synthétique thermoplastique en feuille.
Le problème de la réalisation de procédés et appareils de façonnage satisfaisants est particulièrement difficile à résoudre pour les matières synthétiques thermoplastiques en feuilles dans lesquelles persistent des tensions d'étirage. Ces tensions persistantes qu'on appelle d'une manière générale tensions d'orientation moléculaire, sont introduites et rendues persistantes selon un ou deux axes pour améliorer la résistance, la flexibilité et d'autres caractéristiques des feuilles. La matière en feuille dans laquelle ces tensions d'orientation moléculaire persistent est généralement appelée feuille orientée .
Par exemple, de ces feuilles biaxialement orientées de polystyrène et de méthacrylate sont vendues par la Plax Corporation sous les marques déposées Polyflex et Methaflex , respectivement.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on presse le flan sur toute sa surface à façonner, contre une surface de contact, le contact étant réalisé progressivement de proche en proche de manière à expulser l'air d'entre le flan et la surface de contact, on chauffe et amollit la matière en contact avec ladite surface, on façonne au moins une partie de la matière chauffée du flan pour lui donner la forme désirée et on refroidit et laisse durcir la partie ainsi façonnée.
On a constaté qu'au moyen de ce procédé il est possible de conserver l'orientation moléculaire de la feuille dans les objets formés à partir de cette feuille.
I1 permet de conserver la répartition de l'épaisseur de la feuille lorsque la feuille chauffée est soumise à un ensemble de tensions différent de celui persistant dans la feuille. Une différence dans l'ensemble des tensions peut résulter du chauffage de certaines parties de la feuille avant d'autres au-delà de la température de recuit ou température à laquelle les tensions se relâchent, ou de ce que la feuille amollié est soumise à des tensions autrement réparties que celles qui ont été exercées et ont persisté lorsque la feuille a été formée initialement.
Le procédé selon l'invention convient, par exemple, pour fabriquer des couvercles transparents à partir de flans de matière synthétique thermoplastique en feuille orientés . Ces couvercles ne sont pas toxiques, sont insipides, inodores, imperméables à l'humidité et satisfont à toutes les réglementations sanitaires. Ils peuvent être utilisés pour fermer des récipients en papier paraffiné destinés à contenir des denrées alimentaires afin d'augmenter l'attrait de l'emballage pour le consommateur, qui peut ainsi en voir le contenu.
Le brevet comprend également une machine pour la mise en oeuvre dudit procédé, caractérisée par un appareil comprenant un dispositif d'alimentation, amenant successivement des flans de matière synthétique thermoplastique à un dispositif de façonnage comportant des moyens pour presser progressivement toute la surface à façonner du flan au contact d'une surface, et pour chauffer et amollir le flan et des moyens pour façonner au moins en partie le flan amolli, et pour refroidir l'objet façonné.
Enfin le brevet comprend un objet obtenu au moyen du procédé.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine que comprend le brevet, et illustre, également à titre d'exemple, une forme d'exécution du procédé, mise en oeuvre au moyen de cette forme d'exécution de la machine.
La fig. 1 est une vue en plan d'une partie de cette forme d'exécution, comprenant une série d'appareils de façonnage identiques.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant d'une manière générale 2-2 de la fig. 1 et montrant un des appareils de façonnage de cette forme d'exécution en élévation.
La fig. 2A est une coupe transversale suivant 2A-2A de la fig. 2 qui montre des détails du mécanisme du magasin, de flans de cet appareil.
La fig. 3 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant 3-3 de la fig. 2 qui montre des détails du mécanisme d'ouverture et de fermeture des éléments façonneurs de l'appareil.
La fig. 4 est une vue à plus grande échelle suivant 4-4 de la fig. 2 qui montre la section transversale d'une gouttière de guidage destinée à amener les objets façonnés du mécanisme de façonnage à un mécanisme d'empilage.
La fig. 5 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant 5-5 de la fig. 2 qui montre des détails du mécanisme d'empilage.
La fig. 6 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant 6-6 de la fig. 2.
La fig. 7 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant 7-7 de la fig. 6 qui montre les éléments façonneurs de l'appareil.
La fig. 8 est une coupe transversale, à l'échelle de la fig. 7, suivant 8-8 de la fig. 11 et qui montre un flan de matière plastique supporté avant d'être façonné par les éléments façonneurs.
La fig. 9 est une coupe à plus grande échelle d'une partie du couvercle de récipient représenté sur la fig. 20, qui est façonné par les éléments façonneurs.
Les fig. 10 à 21 inclusivement sont des coupes transversales à échelle réduite des éléments façonneurs représentés sur la fig. 7 et qui montrent les positions successives de ces éléments pour le façonnage d'un couvercle de récipient à partir d'un flan de matière plastique.
La fig. 22 est une coupe transversale à plus grande échelle semblable à la fig. 7 d'une variante des éléments façonneurs.
La fig. 23 est une vue d'une partie du mécanisme de façonnage de la fig. 22 dans la position d'ouverture des éléments façonneurs pour faciliter le démoulage du couvercle.
La fig. 24 est une coupe transversale suivant 24-24 de la fig. 22.
La fig. 25 est une coupe transversale partielle à plus grande échelle d'une partie de forme de la fig.
22 en position fermée pour le façonnage et montrant une partie du bord du couvercle façonné, et
la fig. 26 est une vue d'un détail de la variante des fig. 22 à 24.
La machine représentée comprend une série d'appareils de façonnage automatiques identiques A montés sur un socle commun 1. Chaque appareil comprend un mécanisme F pour amener successivement des flans de matière synthétique thermoplastique B empilés dans un magasin M, à un mécanisme de façonnage P dans lequel le flan B est façonné. Le couvercle de récipient en matière plastique C (fig.
21) ainsi produit à partir du flan B est amené à un mécanisme d'empilage S (fig. 2) qui l'empile automatiquement.
Dans chaque appareil A, un flan B est retiré à un certain moment de son magasin M, puis centré avec précision dans le mécanisme de façonnage P où le couvercle C est façonné et ensuite retiré et empilé dans le mécanisme S.
Les appareils de façonnage A sont tous commandés automatiquement par un dispositif de commande synchrone commun T. Deux des appareils de façonnage A de la machine qui en comprend en tout six, sont représentés sur la fig. 1, l'un en trait plein et l'autre en pointillé. Ces appareils sont montés sur le socle commun 1, avec les axes des différents appareils placés parallèlement en oblique à 45O pour la facilité du chargement et du déchargement des divers magasins M et empileurs S.
Le magasin M de chaque appareil A comporte un cadre de forme générale carrée 3 qui est fixé dans une position horizontale par des consoles 4, fixées par des boulons 5 au corps 6 du mécanisme P.
Au milieu des quatre côtés du cadre 3 sont fixés quatre montants de guidage 7 à l'intérieur desquels les flans de matière synthétique thermoplastique B sont empilés verticalement et supportés par des pieds de butée 8 en saillie vers l'intérieur et qui sont fixés par des vis 9 à la base de chaque montant 7.
Les flans B sont enlevés un à un de la base de la pile dans le magasin M et amenés dans le mécanisme de façonnage par une ventouse à succion 10 qui fait partie du mécanisme d'alimentation désigné d'une manière générale par F.
La ventouse à succion 10 est placée à une extrémité d'un levier 11 dont l'autre extrémité est articulée en 12 sur les consoles 4 portant le magasin, de manière à pouvoir pivoter entre la position représentée sur la fig. 2 et une position dans laquelle le bord d'un organe de succion 13 en caoutchouc mou de la ventouse 10 appuie contre la face inférieure du flan inférieur B1 dans le magasin.
Le mouvement pivotant de la ventouse preneuse 10 entre les deux positions est produit par un moteur hydraulique à piston désigné d'une manière générale par 14 ; le cylindre 15 de ce moteur est fixé par un cadre de support 16 au corps 6 du mécanisme
P et la tige de piston 17 est articulée, par l'intermédiaire d'une bielle 18, en 19 au bras de levier 11. La ventouse 10 est déplacée entre ses deux positions en synchronisme avec le fonctionnement du mécanisme de façonnage P de manière à présenter un flan B au mécanisme P avant chaque cycle d'opérations.
Le mécanisme de synchronisation T représenté en pointillé sur la fig. 1 comprend un arbre à cames 20 en rotation continue qui porte un certain nombre de cames 21 qui actionnent chacune le poussoir d'une soupape individuelle 22 qui lui est associée. Une de ces soupapes 22 commande l'arrivée de la pression hydraulique dans la chambre postérieure du moteur à piston 14 qui fait avancer la tige de piston 17 et amène la ventouse 10 en contact avec le flan se trouvant au bas du magasin M. Simultanément, le vide est fait à l'intérieur de la ventouse 10 qui saisit ainsi fermement et maintient le flan B1.
Après cela, l'arrivée du fluide sous pression à la chambre postérieure du moteur à cylindre 14 est coupée par le dispositif de commande T et le fluide sous pression est admis à l'extrémité antérieure du cylindre 15 de manière à faire rentrer la tige de piston 17 et faire pivoter la ventouse 10 dans la position représentée sur la fig. 2. Ensuite, la succion est supprimée dans la ventouse 10 par le dispositif de commande et elle est remplacée par de l'air sous pression qui chasse le flan Bl vers le bas le long du guide 23 jusque dans le mécanisme de façonnage P.
Le flan inférieur B1 tiré du bas de la pile dans le magasin M au-delà des pieds de support 8 sur les tiges de guidage 7, est bombé par la traction, ce qui le sépare du flan adjacent auquel il pourrait avoir tendance à coller.
Afin d'assurer en outre le transfert des flans un à un hors du magasin M jusqu'au mécanisme P et pour séparer du flan transféré tout flan qui aurait tendance à y coller et adhérer, l'appareil comporte un dispositif supplémentaire pour séparer les flans.
Une paire de lames horizontales 25 sont fixées en dessous des pieds 8 de part et d'autre de la trajectoire du flan transféré par la ventouse 10 du magasin M au mécanisme P. Les lames 25 sont plus rapprochées que les pieds diamétralement disposés 8 et elles donnent aux flans B tirés entre elles une flexion plus grande que celle produite par les pieds. La séparation des flans qui ont tendance à adhérer l'un à l'autre est en outre assurée par des pièces courbes 26 et 27 pourvues de stries grossières comme celles d'une lime, 28, contre et par-dessus lesquelles les bords des flans sont tirés par la ventouse 10.
Les stries supérieures 28 de la pièce 26 se trouvent directement en dessous du pied 8 qui est le plus éloigné de l'axe 12 du bras de transfert 1 1 et la pièce 26 s'étend en arc autour de l'axe 12 comme centre, jusqu'à un point juste avant la position à laquelle les flans B sont amenés par la ventouse 10. La disposition est telle que les stries 28 de la pièce 26 viennent en contact avec le bord du flanc B immédiatement après que le flan est tiré au-delà des pieds 8 et elles restent en contact et elles raclent et par suite séparent le flan B saisi de tous ceux qui auraient tendance à y adhérer.
Lorsque le flan saisi est tiré entre les lames 25, ces dernières, individuellement et en combinaison l'une avec l'autre et avec la pièce 26, agissent pour assurer la séparation de tout flan adhérant, et après cela, les pièces 27 individuellement et en combinaison l'une avec l'autre et avec la pièce 26, agissent encore pour séparer tout flan adhérant.
Les pièces 27 sont placées de part et d'autre du chemin parcouru par le flan saisi avec les stries en contact frottant sur les parties opposées du bord du flan, le bord du flan étant en même temps en contact avec les stries de la pièce 26. Les pièces 26 et 27 retiennent tout flan qui est ainsi dégagé et séparé du flan B saisi par la ventouse 10 et cette dernière rencontre et saisit le flan ainsi retenu, lors de son mouvement subséquent vers le magasin M.
Afin de régler l'effort de la pile de flans sur le flan inférieur B dans le magasin M, l'appareil comporte un dispositif pour libérer chaque flan B situé au bas de la pile du poids de tous les flans de la pile sauf de quelques-uns, pour être sûr que l'effort sur le flan inférieur soit toujours le même lorsque ce flan est retiré du magasin et cela malgré les changements de hauteur de la pile occasionnés par les opérations d'alimentation et de recharge.
Comme les fig. 1, 2 et 2A le montrent, ce mécanisme 130 comporte un levier 131 qui est articulé par un pivot 132 sur un support 133 qui est fixé sur un des montants 7 de guidage du magasin. Un ressort 134 comprimé entre le levier 131 et le support 133, rappelle de manière élastique le levier 131 vers le haut contre une butée réglable 135 de manière à faire pivoter le levier dans le sens des aiguilles d'une montre et pousser le talon 131 a du levier 131 en contact de serrage avec la pile de flans B.
Un bras 136 solidaire de l'arbre 12 est en contact avec le levier 131 qu'il fait basculer lorsque le moteur 14 fait pivoter le bras 1 1 et la ventouse 10 dans le sens des aiguilles d'une montre vers la position représentée sur la fig. 2. Avec le levier 131 abaissé, le contact de serrage de la partie 131a du levier sur la pile de flans B est supprimé et les flans peuvent descendre dans le magasin. Après cela, le levier 136 dégage le levier 131 qui pivote automatiquement vers le haut sous l'action du ressort 134 et serre de manière élastique la pile de flans B, comme le montre la fig. 2A.
La ventouse 10 dans la dernière partie de sa montée vient en contact avec la pile de flans qu'elle soulève de sorte que lorsque la ventouse 10 descend, seul le poids de la partie de la pile en dessous des parties 1-31a repose sur le flan inférieur Bl lorsque ce dernier est tiré, au-delà des pieds de support 8, par la ventouse 10. La partie
131a du levier supporte le poids de la partie supérieure de la pile. Par conséquent, malgré le changement continuel de la hauteur de la pile, le poids sur chaque flan du bas au moment de son enlèvement reste toujours petit et constamment le même.
Après que le flan B, a parcouru un arc de 900 avec la ventouse 10 depuis le magasin M jusque dans la position représentée sur la fig. 2, le vide dans la ventouse 10 est supprimé et remplacé sous la commande du dispositif T, par une pression supérieure à la pression atmosphérique, qui chasse le flan Bt de la ventouse 10. Des guides 29 sont prévus pour maintenir le flan en contact avec les pièces 26 et 27 pendant la course de retour de la ventouse 10. Ensuite, le flan tombe dans le guide 23 et il est guidé dans le mécanisme P où, comme le montrent les fig.
8 et 11, le flan est arrêté et supporté par les pistons 30.
Le mécanisme de façonnage P (fig. 6 et 7) comporte un corps 6 comprenant un bâti 31 qui est fixé sur la table 2 du socle 1. Le mécanisme (fig. 6) comprend au milieu du bâti 31 un plateau fixe 32 et une matrice mobile 33. Le plateau 32 présente une face antérieure circulaire plate 34 et il est chauffé par un élément chauffant électrique 35 qui est fixé en contact assurant une bonne transmission de la chaleur à la face postérieure du plateau 32, au moyen de boulons 36 et d'un chapeau 37. Un forage 38 est prévu dans le plateau 32 pour un thermocouple d'un dispositif régulateur de la température, non représenté, destiné à maintenir le plateau 32 dans les limites de température désirées afin que le flan B, lorsqu'il est pressé contre la face 34 du plateau, soit chauffé à une température appropriée pour le façonnage.
Le plateau 32 est fixé sur une traverse 39 du bâti 31 par un tube 40, un écrou 41 et une plaque transversale 42. Le tube 40 peut être raccordé par le mécanisme de commande T à une source d'air de soufflage (non représentée) pour détacher les flans B chauffés de la face chauffante 34 du plateau. A cet effet, le tube 40 communique par des passages internes 43 avec un étroit orifice annulaire 44. L'orifice annulaire 44 est ménagé entre la périphérie cylindrique du plateau 34 et un manchon cylindrique fixe 45.
Un anneau de serrage cylindrique 46 coulisse sur le manchon 45 et il coopère avec un anneau de serrage analogue 47 coulissant sur la matrice 33 pour maintenir un flan B entre eux. La face antérieure ou de serrage, de l'anneau 46 comporte un évidement annulaire et conique 48 qui reçoit en serrant un épaulement annulaire correspondant 49 également conique et qui guide et presse le flan B dans une position centrée avec précision dans le mécanisme.
Des tirants 50 coulissent dans la traverse 39 et fixent le manchon de serrage 46 sur une crosse 51 de sorte que le manchon 46 peut être avancé ou retiré par un moteur 52 dont la tige de piston 53 est solidaire de la crosse 51. Le moteur 52 est fixé sur le bâti 31 et il est alimenté en fluide moteur par le mécanisme de commande T pour faire aller et venir le manchon de serrage 46. Le fluide faisant avancer le manchon 46 est amené par un petit orifice (non représenté) étranglé de manière que la course du manchon soit lente. Afin d'obtenir un retour rapide du manchon 46, l'arrivée du fluide moteur du mécanisme de commande T vers le moteur 52 pour rappeler le manchon 46 n'est pas étranglée et le moteur effectue un retour rapide.
Le manchon de serrage coopérant 47 qui coulisse sur la matrice mobile 33 est fixé par des boulons 54 sur la face antérieure 55 d'un manchon 56 à bride qui coulisse dans des portées 57 solidaires du bâti.
La bride postérieure 58 du manchon 56 est évidée en 59 pour recevoir des bossages 60 d'un levier à fourche 61 qui est articulé en 62 (fig. 2) sur le bâti 31 et qui est accouplé en 63 à la tige de piston 64 d'un moteur 65 dont le cylindre est articulé en 66 sur un support 67 qui est attaché à la table 2. Le fluide moteur sous pression est fourni par le mécanisme de commande T au moteur 65 de manière à faire avancer et reculer la tige de piston 64 qui agit par l'intermédiaire du levier à fourche 61 pour faire avancer ou reculer le manchon de serrage 47 en synchronisme avec le fonctionnement des autres organes du mécanisme P.
La matrice mobile 33 est constituée de deux parties principales 68 et 69, entre lesquelles est prévu un passage interne 70 dans lequel on maintient une circulation d'un liquide destiné à régler la température, par exemple de l'huile ou de l'eau, par une entrée et une sortie 70a et 70b respectivement. Des joints 71 empêchent les fuites du liquide régulateur de température d'entre les parties 68 et 69 qui sont assemblées l'une à l'autre et à la face antérieure 72 de l'extrémité à rebord 73 d'un manchon 74 par des boulons 75.
Le manchon 74 coulisse dans des portées cylindriques 76 à l'intérieur du manchon extérieur 56 et il est fixé par son extrémité postérieure à la tige de piston 77 d'un moteur 78 dont le cylindre est fixé par des boulons 79 au bâti 31. L'huile ou autre fluide moteur est amené sous pression par le mécanisme de commande T pour actionner le moteur 78 et faire ainsi avancer ou reculer la matrice 33.
Un organe extracteur 80 en forme de plateau est logé à l'intérieur de la matrice 33 et se déplace avec l'anneau de serrage 47. L'organe 80 sert d'extracteur pour enlever un objet façonné de la forme comme le montre la fig. 20. Pendant le façonnage, la pièce 80 se déplace avec l'anneau de serrage 47 et elle appuie sur la matrice 33 lorsque l'anneau 47 est retiré, comme le montrent les fig. 17-19. Elle expulse l'article façonné de la cavité de la forme lorsque la matrice 33 est retirée par rapport à l'anneau 47 et à l'extracteur 80 comme le montre la fig. 20.
L'extracteur 80 comprend une plaque circulaire dont un moyeu central est monté sur l'extrémité d'une tige 81 qui coulisse dans des douilles 82 à l'intérieur du manchon creux 74. L'extrémité postérieure de la tige 81 est fixée à une crosse 83 dans laquelle coulissent des boulons 84 fixés à la bride 58 du manchon 56. Des ressorts 85 enfilés sur des boulons 84 sont comprimés entre la crosse 83 et la bride 58 et ils retiennent élastiquement la crosse 83 contre les têtes 84a des boulons 84.
Un tuyau à air 86 est vissé dans la tige 81 et il communique par des passages 87 et 88 avec l'espace compris entre la cavité de la matrice 33 et l'extracteur 80. Le tuyau 86 s'étend radialement de l'arbre 81 et passe par des fentes allongées alignées 89 et 90 dans les manchons 74 et 56 de manière à permettre un mouvement axial entre la tige 81 et les manchons que le tuyau 86 traverse.
Le tuyau 86 est raccordé au dispositif de commande synchrone T qui envoie de l'air comprimé pour aider l'extracteur 80 à expulser un objet façonné de la cavité de la matrice 33 et laisse échapper l'air entre le flan B et la matrice 33 lorsque le flan épouse les parois de la cavité de la matrice 33 comme le montre la fig. 18.
Des pistons 30 coulissent dans l'anneau de serrage 47 dans des alésages individuels 91 à l'arrière desquels de l'air sous pression est envoyé par le mécanisme de commande T par un tuyau 92 et des passages de liaison 93 pour chasser des pistons 30 vers l'extérieur contre l'anneau de serrage 46 afin de recevoir et de porter un flan B comme le montrent les fig. 8 et 11. Le déplacement subséquent de l'anneau 46 repousse les pistons 30 dans les alésages 91, comme le montre la fig. 12, où les pistons 30 restent comme le montrent les fig. 13-21 jusqu'à ce qu'ils soient de nouveau chassés par l'air comprimé envoyé par le dispositif de commande vers la position représentée sur la fig. 10, avant de recevoir le flan B suivant.
Les températures des éléments de l'appareil de façonnage sont automatiquement réglées et maintenues en fonction de la température d'amollissement de la matière synthétique thermoplastique qui doit être façonnée. Dans le cas de flans de polystyrène orienté qui a une température d'amollissement de l'ordre de 100o C, on a trouvé qu'une température comprise entre 10 et 930 C donne satisfaction pour la matrice 33 et l'extracteur 80, dont les températures sont réglées par le fluide circulant dans les passages 70. Il est souhaitable de maintenir cette température uniforme sur toutes les surfaces des pièces qui sont en contact avec le flanc B à façonner.
L'anneau de serrage cylindrique 47 est maintenu par les serpentins chauffants 47a à une température légèrement supérieure à la température d'amollissement de la matière plastique, soit entre 1210 C et 1320 C.
L'anneau de serrage cylindrique 46 est maintenu à une température légèrement inférieure à la température d'amollissement, par exemple 930 C et le plateau 32 est chauffé par l'élément 35 de manière à maintenir la surface de façonnage 34 au-dessus de la température d'amollissement, par exemple entre 1270 C et 1380 C.
L'appareil de façonnage décrit ci-dessus fonctionne comme l'indiquent les fig. 10 à 21 qui montrent les positions successives des éléments du mécanisme de façonnage façonnant un flan B pour former le couvercle représenté sur la fig. 21.
A la fig. 10, la matrice 33 est dans la position rétractée. L'anneau de serrage 47 se trouve dans la position complètement rétractée sous l'action du moteur 65. L'extracteur 80 est entièrement rentré par la crosse 83 et les ressorts 85 (fig. 6), qui sont sous une faible charge de 45 kg, jusqu'au bout de la course permise par les têtes 84a des boulons 84 qui sont solidaires de l'anneau 47.
L'anneau de serrage 46 se trouve dans la position rétractée.
De l'air sous pression a été admis momentanément par le dispositif de commande synchrone T pour faire avancer les pistons 30 en contact avec l'anneau 46 avant de recevoir un flan B de la ventouse 10.
A la fig. 1 1 un flan B est tombé en place sur les pistons 30. Les deuxpistons latéraux 30 (fig. 8) laissent chacun un petit jeu au bord du flan B. Toutefois, la partie supérieure du piston inférieur 30 coïncide exactement avec le dessous du flan qu'il supporte convenablement centré par rapport aux pièces de serrage et de façonnage 46, 47 et 32, 33.
Ensuite, le mécanisme de commande, par l'intermédiaire d'une des soupapes 22, inverse le sens de marche du moteur 52 (fig. 2), qui pousse l'anneau de serrage 46 vers la gauche comme le montre la fig. 12, de sorte que l'anneau 46 engage et maintient le bord du flan B contre l'anneau chauffé 47 sous une charge qui peut être de l'ordre de 360 kg pendant que le bord est chauffé pour être façonné et prend la forme des surfaces coniques complémentaires 48, 49. Simultanément, les pistons 30 sont repoussés par l'anneau 46 sur l'anneau 47, comme représenté.
Après cela, le mécanisme T envoie de l'air sous pression qui est introduit par les passages 87 et 88 pour bomber le flan B comme le montre la fig. 13.
Puis, comme le montre la fig. 14, le sens de la force exercée par les moteurs 65 et 78 (fig. 2) est inversé comme cela est indiqué par les flèches. Une force hydraulique plus grande est exercee par le moteur 78 que par le moteur 65 de sorte que la force exercée sur la matrice 33 est supérieure à celle exercée sur l'anneau 47.
L'anneau 47, par l'intermédiaire des boulons 84, fait avancer la crosse 83 et l'extracteur 80. Le débit du fluide hydraulique sous pression s'écoulant vers le moteur 78 qui actionne la matrice 33 est réduit par étranglement et le passage vers le moteur 65 qui actionne l'anneau de serrage 47 n'est pas entravé.
Par conséquent, un épaulement annulaire 94 sur l'anneau 47 maintient le contact avec un épaulement 95 sur la matrice 33 et empêche qu'il y ait fuite et perte de l'air sous pression faisant bomber le flan B alors que celui-ci est déplacé vers la surface 34 du plateau chauffant.
Bien qu'on ait indiqué que l'air sous pression destiné à bomber le flan B arrive avant que celui-ci n'avance vers la surface chauffante 34, l'application initiale de la pression d'air peut être faite en même temps que le mouvement initial du flan vers l'élément chauffant ou à n'importe quel moment au cours de ce déplacement, à condition que le sommet du dôme qui est au centre du flan arrive en premier lieu en contact avec la surface 34 et ensuite le contact avec le flan se fait progressivement vers l'extérieur à partir du centre. L'air est ainsi chassé radialement vers l'extérieur d'entre le flan B et la surface chauffante 34 et il n'est pas emprisonné dans des zones isolées entre les deux.
La force de fermeture peut être appliquée sur l'anneau 47 avant ou en même temps que la force de fermeture sur la matrice 33. Toutefois, aucun mouvement de fermeture de l'anneau 47 ni de la matrice 33 n'est effectué avant que la force de fermeture ne remplace ou ne surmonte la force de sens contraire exercée par le moteur 78 sur la matrice 33. Cette force de sens contraire du moteur 78 conjointement avec la force de fermeture exercée sur l'anneau 46 par le moteur 52 empêche le mouvement de fermeture de l'anneau 47 avant que la force d'ouverture du moteur 78 sur la matrice 33 ne soit remplacée par la force de fermeture sensiblement supérieure.
Si la force de fermeture même étranglée, était exercée sur la matrice 33 sensiblement plus tôt que la force de fermeture (450 kg) n'est exercée sur l'anneau 47, la matrice 33 arracherait le centre du flan B de la partie du bord qui est saisie entre les anneaux de serrage 46 et 47.
Comme le montre la fig. 15, l'avance du flan B est arrêtée lorsque le bord 96 de la matrice 33 presse le flan fermement contre la plaque chauffante fixe 34, comme représenté; ensuite, l'avance de l'anneau 47 est arrêtée par le contact des épaulements 94 et 95 lorsque l'avance de la matrice 33 est arrêtée par la plaque chaude 34. Les surfaces de serrage des anneaux 46 et 47 se trouvent pratiquement dans le même plan que le bord 96 de la matrice 33 lorsque les épaulements 94 et 95 sont en contact. La matrice 33 pourrait être pourvue d'une butée réglable pour limiter sa course vers l'avant en laissant un intervalle prédéterminé entre elle et la plaque 34 de sorte que le flan B n'est pas pressé de manière excessive entre eux.
Lorsque le flan B a été convenablement chauffé par le contact avec la surface chauffante 34, le sens de la force exercée sur l'anneau 47 par le moteur 65 est inversé grâce à la soupape de commande 22, de façon à rappeler l'anneau 47. Etant donné que la pression hydraulique est fournie sans entrave et qu'aucune résistance n'est rencontrée, le rappel de l'anneau 47 inversant le sens de la pression sur leurs moteurs respectifs 78 et 52 (fig. 6).
Les organes 33 et 46 sont rétractés et la pression de l'air sur le couvercle est supprimée dans la conduite 43 à un moment qui peut être déterminé par tâtonnements, et auquel la prise finale du couvercle est accompagnée d'une légère contraction du talon 99 qui lui donne une dimension légèrement plus petite que la cavité annulaire dans laquelle ilestformé de sorte que le couvercle y compris le talon 99 peut être facilement arraché de la cavité.
L'air sous pression retenu dans la conduite 43 par le dispositif de commande facilite la séparation du couvercle C de la surface 34 de la plaque chaude lorsque la matrice 33 et l'anneau 47 sont retirés.
Après cela la matrice 33 est rétractée à la limite de sa course de rappel tandis que les ressorts 85 (fig. 6) repoussent la crosse 83 jusqu'à la limite permise par les têtes 84a des boulons 84. Le retrait subséquent de la matrice 33 par rapport à l'extracteur 80 force ce dernier à arracher le couvercle de la cavité de formation comme le montre la fig. 20.
La pression d'air est rétablie dans le passage 87 pour séparer le couvercle C de la cavité du moule avant que l'extracteur ne soit actionné et un autre jet d'air venant d'une tuyère supérieure 101 souffle le couvercle hors de la machine de façonnage vers le bas dans une goulotte 102 qui l'amène à l'empileur comme le montrent les fig. 2 et 21. Ensuite, la pression de l'air dans la conduite 87 et de l'air alimentant la tuyère 101 est coupée par le dispositif de commande et l'appareil de façonnage est prêt pour un nouveau cycle en commençant par l'avance de la tige 30 comme le montre la fig. 10.
Le couvercle terminé tombe par la goulotte 102 (fig. 2 et 4) sur une gouttière inclinée vers le haut dans l'empileur S et il est poussé par un poussoir
104 dans une paire de doigts élastiques 105 (fig. 5) qui se dégagent vers l'arrière pour retenir le couvercle dans la position avancée dans la gouttière 103 sous la pile de couvercles lorsque le poussoir 104 est ramené par le moteur 106 avant de recevoir et d'empiler le couvercle suivant sous la pile.
Comme le montre la fig. 4, les parois de la goulotte 102 sont découpées autant que possible pour réduire au minimum l'attraction statique et la tendance qu'ont les couvercles C à coller aux parois de la goulotte et assurer ainsi que les couvercles tombent bien sur la pièce de fond 107 de la gouttière 103.
Les doigts élastiques 105, comme le montre la fig. 5, sont montés sur des plaques latérales 108 qui sont boulonnées sur les côtés intérieurs des guides latéraux 109 de la gouttière 103. Un intervalle considérable est laissé entre les guides 109 pour la pile de couvercles qui sont empilés avec précision grâce au jeu plus réduit prévu entre les plaques 108.
Les plaques latérales 108 sont pourvues de fen
tes pour recevoir les doigts élastiques 105 lorsqu'un couvercle C est repoussé par le poussoir 104 entre eux et efface les doigts
La commande en synchronisme des organes de l'appareil de façonnage décrit est obtenue par un arbre à cames entraîné par un moteur électrique. Des cames réglables individuellement actionnent les valves hydrauliques 22 qui commandent le fonctionnement des moteurs 15, 52, 65, 78 et 106 et le dispositif de commande détermine également le vide dans la ventouse 10 et la pression d'air dans les conduites d'air 40, 87, 92 et 101.
Les fig. 22 à 25 montrent une variante de l'appareil de façonnage dans laquelle les éléments non modifiés sont identifiés par les mêmes chiffres de référence que sur la fig. 7 et les éléments modifiés sont identifiés par des chiffres pourvus de l'indice prime .
La variante est destinée au façonnage de couvercles et d'autres articles qui présentent des parties notablement évidées, comme le montre la fig. 25 et qui ne peuvent être arrachées d'une cavité formée dans une seule pièce sans danger de rupture et de bris.
L'ensemble de la matrice qui est désigné d'une manière générale par 33' est pourvu d'organes 110 mobiles radialement qui peuvent être rétractés pour libérer la partie évidée 111 du couvercle modifié C'.
La matrice 33' comporte des douilles 68' et 69' intérieure et extérieure entre lesquelles se trouve la chambre 70' dans laquelle circule un fluide, servant à maintenir une température donnée venant du dispositif de commande T par un tuyau 70a comme dans l'appareil de la fig. 7.
La matrice 33' est fixée par des boulons 75 sur le rebord antérieur 73 du manchon 74 pour être avancée ou retirée par le moteur 78 (fig. 1) en répondant au dispositif de commande T.
L'extrémité antérieure de la douille 68' de la matrice est pourvue d'une bride annulaire 112 sur la surface antérieure de laquelle les segments individuels 110 (fig. 24) glissent et sont retenus par un anneau 113 et des boulons 114. Chacun des segments 110 comporte une chambre 115 contenant un ressort 116 comprimé entre le segment 110 et une butée 117 faisant saillie de la bride 112 dans la chambre 115. Les ressorts 116 maintiennent élastiquement les segments individuels de la forme 110 dans les positions radiales extrêmes à l'extérieur permises par le contact des parois 118 des segments avec les butées 117.
Les segments 110 sont poussés vers l'intérieur dans leurs positions de formage représentées sur les fig. 22 et 25 par une couronne à cames 120 qui coulisse sur la douille 68'. La couronne 120 comporte une surface annulaire intérieure de came 121 qui est conique pour se conformer à la surface périphérique extérieure conique 122 de chaque segment 110 et elle repousse les segments 110 vers l'intérieur en position de formage représentée sur les fig. 22 et 25 malgré la sollicitation des ressorts 116 lorsque la couronne est avancée par le moteur 65 (fig. 1) agissant par l'intermédiaire du manchon 56 et des ressorts 123.
Les ressorts comprimés 123 entourent des boulons individuels 124 qui sont fixés sur la couronne 120 et qui s'étendent vers l'arrière de celle-ci à travers la bride 55 du manchon 56. Chaque ressort est comprimé au préalable entre la couronne 120 et la bride 55. Une butée 125 fixée à la matrice 33' vient en contact avec la couronne 120 dont elle limite ainsi le retrait. Le retrait de la couronne 120 se fait par l'intermédiaire de la bride 55, qui lorsqu'elle est tirée vers l'arrière par le moteur 65, entre en contact avec les têtes 124a des boulons 124 et retire la couronne 120 vers la position représentée sur la fig. 23 dans laquelle les segments 110 sont libérés de toute contrainte et sont repoussés vers l'extérieur par les ressorts 116 dans la position d'ouverture.
Des goujons 84' remplacent les boulons à tête 84 de l'appareil de la fig. 6 et une butée fixe 126 vient en contact avec la crosse 83', limite le recul de la crosse 83' et de l'extracteur 80' (fig. 22). Par conséquent, le déplacement de l'extracteur 80' vers l'avant ou position de façonnage est obtenu par la matrice 33' indépendamment du moteur 65 et de l'anneau de serrage 120 et la position postérieure ou d'extraction est déterminée par une butée fixe 126 (fig. 26).
Les pistons de support 30' sont situés dans l'anneau de serrage 46' et l'élément chauffant fixe 32' en une pièce.
Lorsque la variante des fig. 22 à 26 est en fonction, le flan B tombe sur les pistons de localisation 30' et la matrice 33' est avancée par le moteur 78 (fig. 6) de sorte que les segments 110 de la matrice, qui ont été fermés antérieurement comme le montre la fig. 22 par la couronne à cames 120 répondant au dispositif de commande T et au moteur 65 (fig. 2), centrent et saisissent la périphérie du flan B contre l'anneau de serrage avancé 46'.
Après quoi, l'air sous pression dont l'arrivée par les passages 87 et 88 est commandée par le dispositif de commande T bombe le flan B de la même façon que celle montrée à la fig. 14 tandis que le flan saisi entre les segments 110 de la matrice et l'anneau de serrage 46' est amené vers l'élément chauffant 32' dans une position de chauffage correspondant à celle représentée sur la fig. 15 dans laquelle le flan est maintenu par la pression de l'air amené par les passages 87 et 88 dans la forme sous la commande du dispositif de commande T.
Le flan B chauffé est ensuite soufflé dans la cavité de la matrice 33' formée par la plaque de l'extracteur 80' et les segments 110 fermés de l'anneau de formage pour façonner le couvercle C', comme le montre la fig. 25.
Ensuite, la couronne à cames 120 est retirée par le moteur 65 de sorte que les segments 110 s'ouvrent et la matrice 33' est retirée par le moteur 78 tandis que l'anneau 46' est retiré par le moteur 52 répondant à l'impulsion du dispositif de commande.
Le déplacement vers l'arrière de l'extracteur 80' est interrompu par la butée 126 (fig. 26) et celui-ci arrache le couvercle C' de la forme sans interférence de l'évidement 111 et des segments 110 de la forme ouverte, de préférence aidé par la pression de l'air provenant des passages 87 et 88.
Après quoi, les pistons 30' sont avancés par la pression de l'air amené par la conduite 92 et la variante représentée sur les fig. 22 à 26 est prête à répéter le cycle de façonnage d'un couvercle.
Dans une autre variante, non représentée, le flan
B est avancé à plat sans bombement vers un élément chauffant modifié présentant une surface courbe convexe dont le sommet est initialement en contact avec le centre du flan plat.