Machine pour la formation d'alvéoles dans une feuille mince de matière thermoplastique
I1 existe déjà des machines permettant la fabrication en continu de feuilles minces alvéolées de matière plastique au moyen de tambours portant des moules ou matrices, dont les creux sont à la forme des alvéoles à obtenir dans la feuille de matière plastique alimentant la machine. Mais la plupart de ces machines sont relativement compliquées et souvent d'un très grand encombrement.
La présente invention a pour objet une machine pour la formation d'alvéoles dans une feuille mince de matière thermoplastique.
C'est pour ce problème de la formation en continu d'alvéoles dans une bande de matière plastique mince qu'a été conçue la machine qui fait l'objet de la présente invention.
Le but essentiel de l'invention est de réaliser une bande alvéolée dont les dimensions initiales sont conservées, c'est-à-dire qui ne présente aucun retrait (en particulier dans le sens latéral), ce qui évite d'avoir, à la sortie de la machine, à recouper les bords externes de la bande pour leur donner une configuration bien rectiligne, avec des bords parallèles. On évite ainsi des pertes de matière et on obtient une bande continue alvéolée parfaite, ne nécessitant, à la sortie de la machine, aucune opération ultérieure, sauf un simple éventuel sectionnement transversal, si l'on désire des feuilles ou éléments alvéolés séparés.
L'invention a pour objet une machine pour la formation d'alvéoles dans une feuille mince de matière thermoplastique, ladite machine comprenant un tambour portant une série de matrices qui coopèrent avec des dispositifs pneumatiques de formation des alvéoles et étant caractérisée par le fait qu'elle comporte un deuxième tambour dont l'axe est parallèle au premier et qui est animé d'un mouvement de rotation continu synchrone de celui du tambour porte-matrices, le second tambour présentant des ajours de dimensions correspondant sensiblement à celles des alvéoles des matrices et destinés au passage d'un rayonnement calorifique intense provenant d'un dispositif fixe de chauffage, monté à l'intérieur du second tambour, au voisinage de sa périphérie,
sensiblement sur la ligne joignant les axes de rotation des deux tambours pour chauffer quasi instantanément la feuille de matière thermoplastique, tandis que les parties pleines bordant les ajours de ce second tambour masquent les parties de ladite feuille en contact avec la périphérie non alvéolées de la matrice et soustraient ces parties à l'action du rayonnement calorifique.
Dans une forme d'exécution préférée de l'objet de l'invention, la machine présente les axes des deux tambours précités, susceptibles d'avoir un léger mouvement relatif de translation l'un par rapport à l'autre, pour permettre le passage des arêtes des matrices devant le tambour à ajourages, les parties pleines limitant les ajours du tambour supérieur sont munies, sur leur pourtour, d'éléments en matière élastique assurant par pression le maintien de la feuille contre les bords de la matrice en position d'action et assurant l'étanchéité au moment de l'aspiration ou de la pression utilisée pour la formation des alvéoles ; en variante, les éléments élastiques de pression d'étanchéité, au lieu d'être placés sur le tambour supérieur, peuvent aussi bien être placés sur le tambour inférieur.
Enfin, dans une autre forme d'exécution, la machine peut comporter des moyens de préchauffage de la feuille de matière thermoplastique agissant avant que celle-ci ne vienne en position de serrage entre les deux tambours.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de la machine.
La fig. 2 est une vue en coupe à une échelle différente d'une partie des deux tambours utilisés de la machine de la fig. 1, la coupe étant faite perpendiculairement aux axes des tambours.
La fig. 3 est une coupe verticale, faite suivant 111-111 de la fig. 1.
Ainsi, selon le dessin, la machine comporte deux tambours 1 et 2 tournant en sens inverse et animés d'un mouvement synchrone grâce à leur entraînement au moyen d'une chaîne 3 passant sur des roues à chaîne 4 et 4', entraînant les arbres 5 et 5' des deux tambours 1 et 2, et sur des roues à chaîne 6 et 7 dont l'une au moins, par exemple la roue à chaîne 7, est reliée à un arbre moteur 8 (voir fig. 3).
L'arbre 5 du tambour inférieur 1 est monté, d'une façon fixe, dans le bâti 9 de la machine. Le tambour 1 est monté sur cet arbre fixe au moyen des roulements 10.
Le tambour supérieur 2 est monté au moyen de roulements 10' sur son arbre 5' qui est monté à coulissement sur deux colonnes 11, de façon à permettre un léger déplacement vertical de l'arbre 5' portant le tambour 2. Des ressorts de rappel 12 tendent toujours à appliquer le tambour supérieur contre les matrices du tambour inférieur. Ce léger mouvement vertical permis au tambour 2 est utile pour assurer une bonne application du tambour supérieur contre les matrices portées par le tambour inférieur et pour permettre de compenser les différences résultant du fait que, comme on le verra, le tambour inférieur, avec ses matrices, a un contour polygonal, comme éventuellement peut l'avoir aussi le tambour supérieur.
Le tambour inférieur est le tambour porte-matrices. I1 comporte une couronne, à contour polygonal 13, sur les faces planes de laquelle viennent se fixer, par tout moyen convenable, tel que des vis 14, les matrices 15 destinées à la formation des alvéoles dans la matière plastique.
Les alvéoles pourraient être creusés directement dans la surface du tambour polygonal, au lieu d'appartenir à des matrices rapportées.
Dans la machine représentée, ces matrices présentent plusieurs alvéoles, dont le nombre peut d'ailleurs être quelconque.
La machine représentée fonctionne par aspiration, les creux des matrices sont reliés par un canal d'aspiration 16 au moins, à un canal central 17, sensiblement parallèle aux axes 5 et 5' des tambours, le canal étant fermé à l'une de ses extrémités, l'autre débouche en regard d'un orifice 18 pratiqué dans le flasque latéral du tambour 1. Contre ce flasque et en regard des différents orifices 18, se trouve une tête d'aspiration 19 du conduit d'aspiration 20, relié à la source d'aspiration par un tuyau flexible, non représenté, et qui est poussé en contact avec le flasque du tambour 1 par un ressort 21.
Le tambour supérieur 2 est un tambour ajouré, présentant de larges ouvertures qui permettent le chauffage de la bande de matière thermoplastique f.
Cette bande mince venant du rouleau d'alimentation 22 vient entre les deux tambours 1 et 2 et se trouve entraîné par eux. La dimension des ajours du tambour 2 est telle que la distance, existant entre les axes des parties pleines 23 limitant lesdits ajours, soit égale à la longueur > des matrices 15 - la longueur étant la dimension dans la direction de déplacement du tambour.
Pour assurer l'application de la feuille de matière plastique f contre les matrices 15 qui se trouvent au contact du tambour 2, on a prévu, encastrés dans les parties pleines 23 du tambour ajouré 2, des éléments de matière élastique (caoutchouc, par exemple) 24.
En variante, les éléments de matière élastique des parties pleines du tambour supérieur pourraient être logés entre les matrices 15, vers les angles du polygone du tambour inférieur, car ils sont susceptibles d'assurer l'étanchéité tout en étant soustraits à l'action de la source de chaleur.
Ces éléments élastiques 24 serrent la feuille de matière plastique f, au moment où l'aspiration s'exerce sur elle, ils assurent l'étanchéité indispensable pour que sous l'effet du vide, la partie libre et chauffée de la feuille vienne en contact avec le fond des alvéoles.
Le dispositif de chauffage 25, dont le rayonnement calorifique s'exerce à travers l'ajour du tambour 2 lorsque ce dernier se trouve disposé en regard de la matrice 15 en contact avec le tambour 2, est monté au moyen d'une noix 26 sur l'arbre 5' du tambour 2, ce qui permet de régler sa position angulaire, de telle façon que la tête de chauffage 25 puisse être en regard de la partie de la feuille à chauffer. Cette tête de chauffage 25 peut porter soit des tubes à infrarouges ou des fils résistants 27 enroulés en tension sur des blocs de stéatite 28 ou toute autre source chauffante appropriée.
Cette tête de chauffage 25 peut être réalisée, comme on l'a représenté à la fig. 3, en deux parties coulissantes, de façon qu'elle soit extensible pour tenir compte de l'allongement des fils résistants, la partie mobile de cette tête étant soumise à l'action d'un ressort 29, lorsque l'on utilise ce procédé de chauffage.
La position de la tête de chauffage 25, quel que soit d'ailleurs le mode de chauffage utilisé, est réglable par coulissement sur son bras de support 30, pour qu'elle puisse être placée de façon que le chauffage de la bande de matière thermoplastique, qui est très mince, se fasse dans toute la masse avec la plus grande rapidité, l'aspiration se produisant, pour ainsi dire, presque simultanément avec le chauffage quasi instantané de la matière. Pour pouvoir rapprocher le plus possible la tête 25 de la feuille de matière plastique, l'épaisseur du tambour supérieur 2 est aussi faible que le permet la résistance mécanique minimum nécessaire.
En outre, les éléments d'étanchéité en caoutchouc 24 se trouvent, du fait de leur encastrement dans l'un ou l'autre des tambours, soustraites aux radiations directes puissantes de la tête de rayonnement calorifique 25. D'autre part, ces bandes de caoutchouc 24 n'ont pas besoin d'être très épaisses du fait que le tambour supérieur 2 est mobile par coulissement sur les montants 1 1 et peut descendre de quelques millimètres à chaque mise en position du tambour 1 et éventuellement aussi du tambour 2.
La rotation des tambours s'effectuant en fait à allure modérée, l'opération de rappel du tambour 2 se fait sans heurts par l'action des ressorts 12 qui aident à assurer en même temps l'étanchéité de la fermeture du dispositif au moment de l'aspiration.
En variante, il peut exister un dispositif de préchauffage de la feuille, utile notamment pour certaines matières plastiques. Ce dispositif de préchauffage sera généralement moins puissant que le dispositif principal 25. Il sera constitué soit d'une seconde tête de chauffage 31 venant se placer à côté de la tête de chauffage 25 (voir fig. 2), soit de deux plaques chauffantes 32 entre lesquelles passe la bande de matière plastique f, avant de venir entre les deux tambours 1 et 2 (voir fig. 1).
La formation d'alvéoles dans la feuille de matière plastique f se fait d'une façon très simple, très rapide et très efficace, le chauffage et l'aspiration de la partie de la feuille à alvéoler se faisant quasi simultanément et le refroidissement étant instantané du fait que la matière plastique chaude vient s'appliquer sur les parois pratiquement froides de la matrice. Dans ces conditions, la bande alvéolée sort de la machine, stabilisée dans sa forme, et le démoulage de cette bande alvéolée se fait aisément du fait que les matrices ne sont pratiquement pas chaudes.
Les parties planes de la bande plastique qui entourent les alvéoles, n'ayant pas reçu de chaleur, restent à l'état vierge, sans modification sensible de leur structure, et la formation des alvéoles est prise sur la matière de l'épaisseur même des alvéoles. Les feuilles ou bandes alvéolées introduites dans la machine ressortent de celle-ci pratiquement sans déformation, donc avec la même largeur. I1 n'est donc pas nécessaire, dans ces conditions, de prévoir un rognage de la feuille ou de la bande alvéolée: I1 n'y a donc pas de perte de matière.
L'absence de déformation des parties planes entourant les alvéoles permet de faire passer, dans la machine, des feuilles de matière plastique portant des impressions repérées.
Avec la machine décrite, il est également possible de passer d'une fabrication à une autre par simple changement des matrices fixées sur le tambour 1.
Si les alvéoles ont été creusés directement dans la surface du tambour inférieur, on change le tambour, opération facile et rapide.
Dans une variante, au lieu d'utiliser un dispositif d'aspiration pour la formation des alvéoles, on pourrait utiliser un dispositif à pression. Dans ce cas, les moyens pneumatiques devraient être placés sur le tambour supérieur 2, mais seraient de conception sensiblement analogue au dispositif d'aspiration décrit.
Dans ce cas, la pression s'exerce brusquement au moment où les parties de la bande plastique à alvéoler sont chauffées à cceur, ou presque simultanément.
Enfin, on pourrait combiner pression et aspiration dans la même machine, notamment si l'on traite certaines matières plastiques dont l'épaisseur est supérieure à celle pour laquelle la machine a été établie.
Dans cet exemple, on a convenu de traiter des bandes ayant une épaisseur de l'ordre de '/io de mm, mais la machine décrite permettrait de traiter des feuilles d'épaisseur encore beaucoup plus faible, mais aussi, suivant les matières utilisées, on pourrait traiter des bandes ayant une épaisseur sensiblement plus forte pouvant même aller jusqu'à 2/lob de mm.