Procédé de fabrication d'un matériau à structure en nid d'abeille et appareil pour sa mise en aeuvre La présente invention a pour objets un procédé de fabrication d'un matériau à structure en nid d'abeille et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Il est connu de fabriquer des matériaux à struc ture en nid d'abeille en enroulant des nappes de papier et de toute autre matière en feuille pourvues de bandes d'adhésif sur un organe de mise en forme rotatif, les couches de matières enroulées étant con solidées par pression sur l'organe de mise en forme pendant ou après l'enroulement. La pression peut être appliquée de diverses manières, par exemple en tendant les nappes pendant l'enroulement, à l'aide de rouleaux de pression ou de courroies agissant sur la matière pendant ou après l'enroulement, ou par des platines de pression agencées de manière à presser la matière enroulée contre l'organe de mise en forme.
Le procédé objet de l'invention, dans lequel on enroule ensemble des nappes d'une matière en feuille autour d'un organe de mise en forme rotatif tout en appliquant aux faces des nappes des bandes parallè les d'un adhésif pour fixer ensemble face à face les couches enroulées, les bandes d'adhésif étant dispo sées de façon que les bandes fixant une couche quel conque à la couche précédente soient situées entre les bandes fixant cette même couche à la couche sui vante, et on retire le matériau enroulé de l'organe de formation,
est caractérisé en ce qu'on utilise comme organe de formation un cadre rectangulaire formé de deux pièces latérales entraînées indépendamment l'une de l'autre de manière à rester parallèles, et de deux traverses reliant de façon amovible les extrémi tés des pièces latérales, et on retire le matériau enroulé dudit cadre en déconnectant les traverses des pièces latérales et en extrayant ces traverses du maté riau enroulé.
Dans une mise en oeuvre du procédé, la matière en nappe peut recevoir les bandes adhésives qui lui sont appliquées pendant qu'elle se déplace à une vitesse constante et l'organe de mise en forme rotatif peut être entraîné à une vitesse non uniforme de manière que la vitesse de sortie soit maintenue sen siblement constante ;
la matière en nappe peut être pourvue de bandes adhésives en passant en contact avec des rouleaux d'encollage à rotation continue, la nappe étant sollicitée dans une position de réception de l'adhésif relativement aux rouleaux d'encollage par des pièces de soutien qui sont déplacées à distance de ces rouleaux entre les opérations d'enroulement ;
une nappe de matière en cours d'enroulement peut rece voir l'impression des bandes d'adhésif d'abord sur sa première face et ensuite sur sa seconde face, et une seconde nappe, exempte d'adhésif, peut être pressée en contact de recouvrement avec les bandes appli quées sur la préface de la première nappe avant ou pendant l'impression des bandes sur la seconde face.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'inven tion.
La fig. 1 en est une vue en élévation ; la fig. 2 est une vue, à plus grande échelle d'un organe représenté à la fig. 1 ; la fi-. 3 est une vue partielle, à plus grande échelle, correspondant à la fig. 2 ; la fig. 4 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie de la fig. 1 ; la fig. 5 est une coupe, à plus grande échelle, selon V-V de la fig. 4 ;
la fig. 6 est une vue schématique d'un dispositif que comprend cette forme d'exécution, et la fig. 7 est une vue du produit obtenu dans la mise en oeuvre du procédé à l'aide de cette forme d'exécution.
L'appareil représenté (fi-. 1) comprend un bâti 1 sur lequel sont montés ses différents organes. Des rouleaux 3 et 5 sont montés à la partie supérieure du bâti pour guider des nappes de papier ou d'une autre matière en feuille dans l'appareil. Ces rouleaux comportent des dispositifs de freinage réglables qui permettent de régler la tension des nappes à une valeur appropriée après passage sur ces rouleaux. Deux rouleaux d'impression 11 et 13 sont destinés à imprimer sur les nappes des bandes d'un adhésif.
Les parties d'un des rouleaux destinées à appliquer ces bandes sont évidemment décalées relativement aux parties correspondantes de l'autre rouleau de façon que le produit final puisse être étiré à l'état cellulaire ouvert. L'adhésif est appliqué par le rouleau 11 à la face d'une nappe 9 tournée vers une nappe 7. Depuis le rouleau 3, la nappe 7 passe autour d'un rouleau de guidage 15 et rencontre la nappe 9 sur le rouleau d'impression 13. Par cette disposition, l'adhésif déjà appliqué à la nappe 9 est couvert et protégé par la nappe 7 et ne peut être sali par un rouleau de support 31 qui sera décrit plus loin.
Une nappe 17 composée de deux couches, formée par la réunion des nappes 7 et 9 et portant des bandes d'adhésif sur sa face gauche A (fi-. 1), passe sur un cadre rectangulaire 19 qui peut tourner autour d'un axe 21. De cette manière, la nappe à deux couches 17 est enroulée de façon à former un écheveau allongé composé de deux blocs légèrement adhérents d'un matériau en nid d'abeille non étiré sur les faces du cadre. Le sens de rotation du cadre autour de l'axe 21 peut être horaire ou antihoraire en regardant à la fig. 1.
En pratique, la rotation est de préférence de sens horaire comme l'indique les flèches de la fig. 1, de sorte que la face A est couverte au cours de l'enroulement, le maté riau étant enroulé en présentant sa face exempte d'adhésif vers l'extérieur, l'adhésif étant ainsi tota lement caché et protégé.
Les rouleaux d'impression sont entraînés de manière continue afin que les nappes se déplacent à une vitesse constante à travers l'appareil pendant l'enroulement. Cette méthode est préférable à celle consistant à faire tourner le cadre à une vitesse cons tante et à utiliser l'enroulement pour tirer les nappes à travers l'appareil de manière forcément intermit tente, les rouleaux d'impression étant entraînés par contact avec les nappes.
Afin d'égaler la vitesse d'enroulement à la vitesse constante de déplacement des nappes déterminée par la vitesse des rouleaux d'impression, le cadre 19 est entraîné par des chaî nes 23 et 25 à partir d'un embrayage glissant ,régla- ble 27 chargé par ressort et entraîné par un moteur électrique non représenté. Pour presser les nappes en contact avec les rou leaux d'impression<B>11</B> et 13, ces rouleaux sont asso ciés à des rouleaux de soutien 29 et 31, respective ment.
Chaque rouleau de soutien est monté sur un piston pneumatique à double action qui permet de le déplacer vers le rouleau d'impression associé ou à distance de ce dernier. Le piston 33 associé au rou leau 29 est visible à -la fig. 4, tandis que le piston associé au rouleau 31 n'est pas représenté pour sim plifier le dessin.
Le rouleau d'impression 11 est associé, sur son côté opposé au rouleau de soutien 29,à deux rou leaux 35 et 37 d'alimentation de l'adhésif. Au-dessus de la zone de pincement entre les rouleaux 35 et 37 est monté un tube perforé 39 parallèle aux axes dé ces rouleaux (fig. 6). L'adhésif est pompé vers le tube 39 à travers un filtre F par une pompe P qui aspire l'adhésif d'une cuve T munie d'un agitateur S et d'un radiateur G. Par suite de la rotation continue des rouleaux d'alimentation 35 et 37, une masse d'adhésif 41 est retenue au-dessus de la zone de pin cement entre ces rouleaux.
Pour maintenir cette masse- au fur et à mesure que l'adhésif est consommé, le tube 39 est équipé d'une sonde électrique 43 con nectée par un amplificateur et un circuit à relais E à la pompe P, de façon que la pompe délivre l'adhésif quand l'extrémité inférieure de la sonde se trouve au- dessus de la masse et est arrêtée quand la surface de la masse 41 vient en contact avec la sonde. Pour la production d'un matériau en nid d'abeille à partir de papier, il est avantageux d'utiliser un adhésif de type colloïdal aqueux, par exemple un adhésif aqueux à base de caséine. Pour permettre l'emploi de tels adhésifs, la sonde 43 est excitée par un potentiel alternatif ou par un faible potentiel continu, de l'ordre de quelques millivolts.
Sans cette précaution, la sonde deviendrait inutilisable par l'accumulation de matières solides déposées par électrophorèse.
Des rouleaux d'alimentation et un dispositif d'ali mentation de l'adhésif semblable sont associés au rouleau d'impression 13.
Le maintien d'une masse d'adhésif, de la manière décrite ci-dessus qui est possible seulement par la rotation continue des rouleaux d'alimentation, assure qu'une faible quantité seulement d'adhésif est pré sente dans l'appareil à tout instant donné et que l'adhésif est utilisé rapidement après son retrait de la cuve d'alimentation.
Le cadre rotatif 19 est représenté plus en détail aux fi-. 2 et 3. Il comprend deux pièces latérales 45 et 47 jointes par des barres amovibles 53 et 55 rete nues par des pinces glissantes 57 (fig. 3). Pour que les pièces latérales 45 et 47 restent toujours paral lèles quand les barres 53 et 55 sont retirées, la pièce latérale 47 est solidarisée de la pièce latérale 45 par une roue 49 entraînée par une chaîne à partir d'une roue montée sur un axe 51 qui s'étend en travers de la partie inférieure de l'appareil. Il faut noter que les pièces latérales 45 et 47 sont disposées de manière que les centres des barres 53 et 55 se trouvent sur l'axe de rotation du cadre.
On voit à la fig. 1 un rouleau de support 59 fixe disposé verticalement au-dessous de la position gauche du rouleau de soutien mobile 31. Le but du rouleau 59 est de changer la direction de la traction sur le rouleau de soutien exercée par la nappe à deux couches 17 et de modifier ainsi la forte poussée laté rale qui s'exercerait autrement sur ce rouleau sous l'action de la nappe 7 et de la nappe 17 agissant ensemble.
Comme indiqué précédemment, deux blocs d'un matériau en nid d'abeille sont formés sur le cadre 19 quand ce dernier tourne. Il est avantageux que ces blocs n'adhèrent pas l'un à l'autre après la consoli dation subséquente et toute disposition peut être envi sagée pour obtenir ce résultat. Dans une disposition préférée, le moteur entraînant l'embrayage 27 est arrêté, par un compteur actionnant un circuit de commande non représenté, un demi-tour du cadre avant que la quantité requise du matériau ait été enroulée. Le même circuit de commande actionne les pistons associés aux rouleaux de soutien 29 et 31 pour les déplacer à distance des rouleaux d'impres sion.
Les rouleaux d'impression, les rouleaux d'ali mentation et les rouleaux de soutien associés sont maintenus en rotation par des entraînements à chaî nes à partir d'un moteur électrique 61 comportant une boîte de vitesses. Les entranemeniis à chaînes sont choisis de préférence aux entraînements par engrenages parce qu'ils sont plus économiques et évitent des problèmes d'engrenage pour la com mande des rouleaux de soutien mobiles. Ils permet tent aussi de régler de manière simple les zones de pincement entre les rouleaux d'alimentation.
Quand le rouleau de soutien 29 est maintenu dans sa position de droite en regardant la fig. 1 par le piston 33, il maintient la nappe 9 déviée en contact avec le rouleau d'impression 11. Par consé quent, le mouvement indiqué précédemment du rou leau 29 en réponse au compteur est suivi par la nappe 9, de sorte que l'application d'adhésif est ter minée. Le mouvement simultané du rouleau de sup port 31 vers la droite relâche la pression de la nappe 9 contre le rouleau d'impression 13 mais laisse ces éléments en contact.
Le cadre fait alors encore un demi-tour et fina lement s'arrête. L'opérateur coupe transversalement en X la nappe à deux couches 17. Il déplace ensuite les pinces 57 intérieurement vers l'axe de rotation du cadre au moyen d'organes de commande 63, per mettant de retirer l'écheveau 81 du matériau enroulé (fig. 7), les barres 53 et 55 étant passées dans les extrémités 83 et 85 de l'écheveau. Pendant cette opé ration, une table 65 montée sur un bras pivotant est basculée dans la position représentée à la fig. 1 pour recevoir les blocs formant l'écheveau et permettre le retrait des barres 53 et 55.
Après avoir pincé à nou veau les barres 53 et 55 en position, l'extrémité libre de la nappe à deux couches est fixée à la barre 53 et l'appareil est remis en marche. Quand le cadre commence à tourner, les rouleaux de soutien en rota tion continue sont amenés en contact avec les nappes.
Le demi-tour donné au cadre pour compléter l'enroulement prévu a produit l'entraînement des nappes à travers l'appareil et amené une partie de la nappe 9 en contact léger avec le rouleau 13 pour l'impression de l'adhésif. L'adhésif n'est cependant pas reçu du rouleau d'impression 11 pendant cette opération. Par conséquent, les parties des -nappes reçues par le cadre lors de son premier demi- tour n'adhèrent pas les unes aux autres, mais des bandes d'adhésif, dues au contact léger avec le rou leau 13, sont présentes sur la face A.
Les parties des deux nappes non adhérentes forment la dernière feuille d'un bloc et lia première feuille (adjacente) de l'autre bloc.
Les nappes 7 et 9 sont tirées respectivement de bobines d'alimentation 67 et 69. Quand les bobines 67 et 69 sont vidées, les extrémités arrière de ces nappes sont jointes aux extrémités avant de nappes placées sur d'autres bobines 71 et 72, respective ment. Avant d'être chargées, les bobines 71 et 72 sont munies d'axes résistants qui sont logés dans des fentes 73. A partir de ces fentes, ces axes peu vent être soulevés par des vérins 75 qui permettent de les faire rouler en avant le long de pièces 77 et 79 du bâti quand il est nécessaire d'amener les bobines 71 et 72 dans les positions occupées par les bobines 67 et 69.
Des dispositifs de freinage simples sont utilisés pour éviter une course excessive des bobines d'ali mentation lors de l'interruption du tirage des nappes.
Dans une variante de l'appareil, non représentée, les nappes sont tirées des bobines d'alimentation par le cadre rotatif. On obtient des vitesses de déplacement sensiblement constantes des nappes au niveau des rouleaux d'impression et l'enroulement sur l'organe de mise en forme en entraînant cet organe rotatif à une vitesse non uniforme. Dans ce but, on utilise une came entraînée, avec l'organe de mise en forme, par un moteur dont la vitesse variable est commandée par un organe suiveur agissant sur la came.
Dans une construction préférée, le moteur est un moteur hydraulique de type connu compor tant un régulateur de vitesse ne nécessitant qu'un fai ble mouvement pour produire la variation de vitesse requise. Le régulateur de vitesse est monté sur un bras pivotant qui porte un suiveur de came s'appuyant contre un disque formant came monté sur l'axe de la forme rotative. Les distances entre le pivot et le régulateur de vitesse et entre le pivot et le suiveur de came donnent un rapport de vitesse tel que la came peut présenter une grande :dimension et être facilement ajustée à sa forme finale par des essais pratiques.
Un dispositif d'arrêt manuel ou actionné par un compteur permet de tirer le bras à distance de la came et ainsi d'arrêter le moteur. Dans cette variante, le moteur peut être un moteur pneumatique ou électrique .plutôt qu'hydraulique.
Comme on ne demande pas aux rouleaux d'im pression de tirer les nappes à partir des bobines d'alimentation par contact d'entraînement, ces rou leaux peuvent être à une faible distance des nappes supportées par les rouleaux de soutien, l'espace entre eux étant rempli d'adhésif.
A la différence des rou leaux d'impression qui tournent en contact avec les nappes et doivent par conséquent présenter des sur faces rainurées, leurs surfaces peuvent être lisses. Les rouleaux de soutien sont déplacés dans la posi tion d'impression quand l'organe de mise en forme est mis en marche, et à distance de cette position quand cet organe est arrêté, par des pistons hydrau liques ou d'autres organes de commande commandés par un circuit approprié.
Il faut noter que les pis tons hydrauliques ou pneumatiques présentent l'avan tage de pouvoir maintenir plus facilement les nappes dans une position précise que d'autres dispositifs, même quand les nappes sont tendues, et donnent ainsi plus de liberté pour choisir la disposition de l'appareil. L'utilisation de rouleaux tels que le rou leau de support 59 est moins nécessaire.
Il est évident que diverses modifications peu vent être apportées à l'appareil décrit. Par exemple, l'enroulement peut être assuré autrement que par un embrayage glissant, par exemple par un embrayage électromagnétique ou un accouplement hydraulique, ou encore le cadre rotatif peut être entraîné par un moteur hydraulique associé à une pompe à dépla cement variable dont la sortie est modifiée pour assu rer une action d'enroulement uniforme. En outre, afin d'augmenter la production de l'appareil, on peut s'arranger à enrouler plus de deux nappes sur l'organe de mise en forme. A nouveau, l'adhésif peut être appliqué sur une face ou sur les deux faces de chaque nappe.
L'emploi d'un cadre rotatif tel que décrit plus haut laisse l'intérieur du matériau sans support pen dant l'enroulement. Par conséquent, les couches sont enroulées en contact léger (ce qui peut être fait très rapidement) sans qu'une adhésion notable se<I>pro-</I> duise et peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres en dépit de l'adhésif présent. La quantité de matière perdue est ainsi réduite considérablement.
Dans les méthodes précédemment proposées impliquant une adhésion notable pendant l'enrou lement, les organes de mise en forme, avec leurs sur faces de palier continues pour supporter la matière pendant l'enroulement, sont nécessairement lourds et leur poids donne lieu à des difficultés dans la mani pulation. Il nécessite aussi une construction lourde et coûteuse de l'équipement associé.
Par l'emploi d'un cadre, la vitesse de fonction nement peut être augmentée de façon inattendue. L'appareil décrit peut fonctionner de manière satis faisante à une vitesse double de la vitesse admise sans rencontrer de difficultés. A cette vitesse élevée, il fonctionne de manière si satisfaisante que même les vitesses supérieures obtenues en utilisant le nou vel équipement d'entraînement peuvent être tolérées. Pour une production donnée, l'appareil décrit peut être plusieurs fois plus léger et moins cher à cons truire que les appareils connus permettant de conso lider la matière enroulée sur l'organe de mise en forme lui-même.
Pour un poids donné, la production peut être multipliée par quatre. Contrairement aux appareils connus, la précision d'alignement des cou ches est améliorée et non diminuée quand la vitesse de fonctionnement augmente.