Appareil pour chauffer une feuille
La présente invention a pour objet un appareil pour chauffer une feuille teile qu'une feuille thermoplastique, en vue d'un traitement.
Dans le traitement de certaines matières en feuilles, un chauffage est souvent nécessaire pour obtenir le résultat recherché. Par exemple, on chauffe avant moulage, une feuille thermoplastique à mouler.
I1 est désirable de pouvoir régler la quantité de chaleur fournie à la feuille dans des limites relativement précises, ce qui pose un problème car on n'a pas trouvé à ce jour de procédé commode et précis pour mesurer l'échauffement d'une feuille. En conséquence, il est très difficile de e déterminer le point exact auquel il y a lieu d'en arrêter le chauffage, particulièrement lorsque les températures sont élevées et les durées d'application courtes.
Le but de la présente invention est de réaliser un appareil de chauffage qui permette de déterminer la chaleur absorbée par une matière, et par suite la température de cette matière.
Pour cela, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend, monté sur un socle qui porte le support, un élément sensible à la chaleur capable de détecter la chaleur émise par le dispositif de chauffage et un dispositif qui interrompt l'apport de chaleur lorsque le détecteur a reçu une quantité de chaleur déterminée provenant du dispositif de chauffage et cela indépendamment de la température du dispositif de chauffage.
Dans un mode de réalisation particulier, l'appareil comprend un élément thermosensible qui, lorsqu'une quantité prédéterminée de chaleur a été fournie, éloigne une source de chaleur et arrête le chauffage de la feuille de matière. Comme la quantité de chaleur fournie détermine la température de l'élément sensible, on utilise cette température pour con tôle, r le cycle de chauffage. Avant le début de cha- que cycle, on refroidit l'élément sensible à la chaleur à une température prédéterminée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue de côté montrant un dispositif de chauffage en position d'escamotage et un châssis de support de la feuille en position ouverte.
La fig. 2 en est une coupe partielle, à plus grande échelle, montrant t le châssis de support fermé sur une feuille à traiter.
La fig. 3 est une coupe, à plus petite échelle, par la ligne 3-3 de la fig. 2, montrant la position du dispositif détecteur de chaleur.
La fig. 4 est une coupe verticale à grande échelle du dispositif détecteur de la chaleur montrant les détails de sa construction, et
la fig. 5 est une vue de côté de la feuille.
Dans la forme d'exécution représentée, un bâti 1 1 supporte un châssis de support de la feuille comprenant un cadre inférieur 12 et un cadre supérieur 13 qui est articulé sur une tige 14 fixée au cadre inférieur 12, le cadre supérieur 13 étant équilibré par un contrepoids 15. Le cadre inférieur 12 est fixé au bâti 1 1 et les deux cadres sont en cornières métalliques. Le rôle du châssis est de maintenir une feuille thermoplastique 16 qui doit être chauffée et moulée. La feuille 16 est maintenue entre les cadres fermés 12 et 13 comme on le voit plus clairement à la fig. 2.
Des cylindres pneumatiques 17 à rappel par ressorts (un seul cylindre est représenté) sont connectés à travers une soupape électromagnétique 18 à une source 19 d'air comprimé pour maintenir les cadres 12 et 13 dans leur position de fermeture.
Un dispositif de chauffage mobile e 24 (fig. 1) sert à chauffer la feuille 16 avant l'opération de moulage. Le dispositif de chauffage 24 comprend une enveloppe 25 contenant une série de dampes de chauffage à l'infrarouge 26 montées et orientées de façon à diriger la chaleur r vers le bas sur la feuille 16.
L'intérieur de l'enveloppe 25 est revêtu d'une matière isolante 27. Le dispositif de chauffage qui fontionne en permanence est équipé de galets 30 qui se déplaceront sur un rail 31 monté audessus du châssis 11. De cette façon, le dispositif de chauffage 24 peut être amené de sa position d'escamotage représentée à la fig. 1 à s-a position active au-dessus de la feuille 16. Un écran isolant 32 formé de fibres de verre de la façon connue est placé comme il est représenté pour absorber la chaleur et empêcher d'endommager l'appareil quand le dispositif 24 est dans sa position escamotée. Le dispositif 24 est déplacé d'une position à l'autre par un cylindre pneumatique 36 relié à un support 37 solidaire de l'enveloppe 25 du dispositif de chauffage.
L'air comprimé est envoyé au cylindre 36 à travers des soupapes électromagnétiques 40 et 41.
Des moules supérieur 44 et inférieur 45 sont prévus pour mouler la feuille thermoplastique chauffée 16 à la forme prédéterminée désirée. Le moule inférieur 45 est supporté par des cylindres pneumatiques 46 à rappel par ressorts, qui le soulèvent dans une position où il coopère avec le moule supérieur 44, tandis que ce dernier est supporté par des cylindres pneumatiques 47, à rappel par ressorts, qui l'abaissent à la position dans laquelle il coopère avec le moule inférieur 45. Les courses des cylindres pneumatiques 46 et 47 sont telles que les deux moules se rencontrent sur la feuille 16 afin de la conformer à la forme désirée. Une soupape électromagné- tique 50 règle e le passage de l'air de la source 19 aux cylindres pneumatiques 46 et 47.
Ces cylindres, qui sont d'une construction connue, sont rappelés à leur position de repos par des ressorts intérieurs de sorte que lorsque la soupape 50 est fermée pour déconnecter la source d'air 19, les moules 44 et 45 reviennent à leurs positions inactives (fig. 1), la soupape électromagnétique 50 permettant de faire échapper l'air comprimé des cylindres 46 et 47.
Le fonctionnement de l'appareil décrit est le sui vans: l'opérateur place manuellement la feuille 16 sur le cadre inférieur 12 du châssis et actionne les cylindres pneumatiques 17 pour faire descendre le cadre supérieur 13 et serrer fortement la feuille 16 par ses bords. On amène le dispositif de chauffage 24 dans sa position de travail au-dessus de la feuille 16 et, après un certain laps de temps, on le ramène à sa position d'escamotage. Ensuite, on déplace les moules 44 et 45 pour les amener au contact de la feuille 16 et la mouler.
Un inconvénient majeur de l'appareil décrit réside dans la a très grande difficulté de chronométrer le cycle de chauffage. La raison en est que le dispositif de chauffage 24 n'est pas toujours à la même tempé rature quand il est amené à sa a position active. Quand le dispositif de chauffage est en position d'escamotage, l'écran de chaleur 32 et le bâti environnant absorbent de la chaleur et en réfléchissent une partie sur le dispositif 24. De plus, quand on amène le dispositif de chauffage à sa position active, la feuille relativement froide 16 et le châssis qui l'entoure absorbent rapidement de la chaleur, provoquant ainsi une baisse de la température du dispositif 24.
Dans la pratique, la température du dispositif de chauffage varie entre 4250 et 3700 environ, quand on le fait passer de la position d'escamotage à la position active. Etant donné que la température du dispositif de chauffage varie avec sa durée de séjour en position d'escamotage, la manière dont sa température baisse et la vitesse à laquelle de la chaleur est fournie à la feuille 16 varient d'un cycle à l'autre. Des périodes d'arrêt, comme par exemple l'heure du déjeuner, les périodes de repos, les temps de changement de moules, etc., permettent à la température d'un dispositif de chauffage à fonctionnement continu de s'élever de façon très importante. Ce problème du chronométrage de la durée de chauffage est résolu par l'adjonction de l'appareil qui va être décrit.
Un détecteur de - chaleur 55 permet de mesurer le débit de chaleur du dispositif 24 afin de régler la durée du cycle de chauffage. Le détecteur 55 est monté dans un coin du cadre inférieur 12 du châssis de support de la feuille et comprend un thermistor à perle 56 (fig. 4) monté dans un réflecteur 57. Le détecteur de chaleur est monté à un niveau tel que le thermistor 56 soit dans le plan de la feuille 16, dont on coupe un coin pour exposer le détecteur 55 à l'action du dispositif de chauffage 24 (fig. 3).
Bien qu'un thermistor soit principalement destiné à mesurer la température, un temps déterminé est nécessaire pour que la température de la perle du thermistor augmente de sa valeur initiale à un pourcentage donné de sa température finale. La vitesse d'accroissement de la température est fonction de la température du dispositif de chauffage, de la masse de la perle du thermistor, de la distance entre le dispositif de chauffage et cette perle, de la surface du réflecteur concentrant la chaleur sur la perle et de divers autres facteurs. La vitesse d'accroissement de la température de la feuille subit l'influence de la plupart de ces mêmes facteurs. Toutefois, la vitesse d'accroissement de sa température n'est pas nécessairement la même que celle de la perle du thermistor.
On peut régler la dimension et la forme du réflecteur de façon que la vitesse d'accroissement de la température du thermistor soit proportionnelle à celle de la feuille. Ensuite, quelle que soit la tempé ratu.re du dispositif de chauffage, la chaleur absorbée par la perle du thermistor sera toujours proportionnelle à celle absorbée par la feuille. La températurc finale de la feuille sera alors toujours la même. Pour une feuille de poids différent, un réglage différent du régulateur de température sera nécessaire.
En commençant chaque cycle de chauffage avec le thermistor 56 à une faible température prédéterminée, par exemple à la température ambiante, et en arrê tant le cycle de chauffage lorsque le thermistor a atteint une température élevée prédéterminée, par exemple 1200 C qui n'est pas nécessairement la température de la feuille, la même quantité de chaleur sera fournie à chaque pièce de la feuille, même si la température du dispositif de chauffage n'est pas constante. Le réglage du point d'arrêt du chauffage varie en fonction du poids des feuilles et doit être déterminé expérimentalement.
Le thermistor 56 est connecté par deux fils à un appareil de commande 60 (fig. 1), connu, qui est relié aux soupapes électromagnétiques 18, 40, 41 et 50. L'appareil de commande 60 peut comporter un circuit en pont (non représenté), dans lequel est monté le thermistor 56, ainsi que des circuits d'actionnement des soupapes électromagnétiques. Tous ces circuits ne sont pas représentés en détail, attendu qu'ils sont connus des spécialistes et divers. Un ajutage 62 relié par l'intermédiaire d'une soupape pelez tromagnétique 63 à la source d'air comprimé 19 envoie un courant d'air de refroidissement sur le thermistor et sur son réflecteur au début de chaque cycle de chauffage.
L'appareil de commande 60 sert à actionner les soupapes électromagnétiques 18, 40, 41, 50 et 63 à des instants déterminés, de façon que l'opération s'effectue automatiquement lorsque l'opérateur a enfoncé le bouton de démarrage 64 prévu sur ledit appareil qui est connecté aux soupapes 18, 40, 41, 50 et 63 par les circuits 68, 69, 70, 71 et 72 respectivement.
En service l'opérateur découpe à la main un coin de la feuille 16 qu'il place sur le cadre inférieur 12 (fig. 3). I1 enfonce ensuite le bouton de démarrage 64. L'appareil de commande 60 actionne les soupapes électromagnétiques 18 et 63 pour admettre de l'air dans les cylindres 17 et pour connecter l'ajutage 62 à la source d'air 19. L'actionnement des cylindres 17 a pour effet de rapprocher les cadres 12 et 13 l'un de l'autre pour enserrer la feuille 16. Pendant que les cadres 12 et 13 se rapprochent, l'ajutage 62 dirige un courant d'air sur le détecteur de chaleur 55 pour assurer qu'il est bien à la température ambiante au début du cycle.
Lorsque le châssis 12, 13 est fermé, l'appareil de commande 60 envoie rapidement du courant dans la soupape électromagnétique 40 de sorte que le cylindre pneumatique 36 amène le dispositif de chauffage 24 dans sa position de travail pour commencer le cycle de chauffage. Lorsque le dispositif 24 est arrivé à sa position de travail, l'appareil de réglage 60 relâche la soupape électromagnétique 63 pour arrêter l'air sortant de l'ajutage 62.
Le dispositif de chauffage 24 étant en position de travail, de la chaleur est fournie à la fois à la feuille 16 et au thermistor 56, de sorte que chaque cycle de chauffage commence à la même température. Quand une quantité prédéterminée de chaleur a été fournie au thermistor 56, il oblige le régulateur 60 à exciter pendant une courte période la soupape électromagnétique 41 de sorte que le cylindre pneumatique 36 ramène le dispositif de chauffage à sa position d'escamotage.
Dès que le dispositif de chauffage 24 est revenu à sa position d'escamotage, l'appareil de commande 60 ouvre la soupape électromagnétique 50, de sorte que les moules supérieur 44 et inférieur 45 se déplacent pour coopérer l'un avec l'autre et conformer la feuille 16. Les moules 44 et 45 restent en contact avec la feuille pendant une durée prédéterminée, à l'expiration de laquelle, l'appareil de réglage 60 désexcite la soupape 50 pour : déconnecter les cylin- dres pneumatiques 46, 47 de la source d'air 19. Ces cylindres pneumatiques 46 et 47 rappelés par leurs ressorts soulèvent le moule supérieur 44 et abaissent le moule inférieur 45 pour libérer la feuille moulée 16. Les moules 44 et 45 absorbent une quantité suffisante de la chaleur de la feuille 16 pour que ce dernier garde sa forme après l'éloignement des moules.
Après que les moules 44 et 45 ont repris leurs positions de repos (fig. 1), l'appareil de commande 60 relâche la soupape électromagnétique 18, l'opérateur enlève la feuille moulée, lui substitue une autre feuille et enfonce à nouveau le bouton de démarrage pour recommencer un autre cycle.