Appareil pour le façonnage de matière en bande
La présente invention a pour objet un appareil dans lequel une bande de matière en feuille, avançant en continu, est façonnée à l'aide d'un outillage fonctionnant par intermittence.
Un tel outillage peut, lors d'une course de travail, se déplacer avec la bande (que ce travail soit fait au contact de la bande ou au voisinage de celle-ci), et tre dégagé de la bande, lorsque l'opération requise est terminée, pour effectuer une course de retour au cours de laquelle l'outillage se déplace dans un sens opposé à celui du mouvement de la bande. Cela est nécessaire pour que l'outillage puisse opérer à nouveau contre ou au voisinage de la partie suivante de la bande.
Un exemple de ce genre d'appareil est une machine destinée à façonner des objets moulés par déformation d'une feuille de matière plastique; dans une telle machine, l'outillage comporte deux matrices, mâle et femelle, qui sont amenées à entrer en contact avec les faces opposées de la feuille, et qui, par application d'une pression mécanique et/ou fluide, distordent la feuille pour lui donner une forme correspondant au profil des matrices.
Dans un appareil de ce genre, dans lequel l'outillage se déplace avec la bande, il faut en général que la course de retour soit beaucoup plus rapide que la course de travail, cela afin de réduire les déchets (car on admet en général que toutes les parties de la bande qui n'ont pas été travaillées par l'outillage deviennent des déchets).
Dans certains cas, il est possible de laisser à la course de retour le temps de s'effectuer: il suffit d'avancer la bande par intermittence. Mais la présente invention se rapporte aux cas (qui sont probablement la majorité) dans lesquels l'acheminement continu de la bande ne peut pas tre interrompu, par exemple lorsque la bande en matière plastique est amenée directement d'une extrudeuse.
L'appareil qui fait l'objet de la présente invention, comporte un dispositif d'alimentation destiné à acheminer la bande de façon continue vers une zone dans laquelle travaille l'outillage; il est caractérisé par le fait que le dispositif d'alimentation est agencé pour effectuer un mouvement de va-et-vient au cours duquel il se rapproche et s'éloigne de cette zone et que ce dispositif d'alimentation est relié à des actionneurs agencés pour produire ce mouvement de va-et-vient en synchronisme avec les courses de travail et de retour de l'outillage.
Ce dispositif d'alimentation permet donc d'assurer non seulement une avance continue de la bande (par exemple à l'aide d'une paire de rouleaux entraîneurs jumelés, mis en rotation), mais aussi de superposer à ce mouvement continu un mouvement de va-et-vient. La vitesse à laquelle la bande est amenée dans la zone de travail varie par conséquent entre la somme et la différence des vitesses de ces deux mouvements.
Dans une forme d'exécution de l'appareil dans lequel l'outillage est conçu pour se déplacer avec la bande pendant qu'il exécute son travail, les actionneurs sont agencés de manière à mouvoir le dispositif d'alimentation vers ladite zone de travail lors de chaque course de travail et pour l'éloigner lors de chaque course de retour. En revanche, lorsque l'outillage n'a pas à se déplacer avec la bande pendant qu'il opère, les actionneurs sont agencés de manière à éloigner le dispositif d'alimentation de la zone pendant que l'outillage façonne la bande, cet éloignement s'effectuant à une vitesse rendant nulle la vitesse de la bande à travers la zone.
Tant que la vitesse de progression de la bande vers la zone est inférieure à celle de son avance continue, celle-ci prend forcément du mou en amont du dispositif d'alimentation. Lorsque les vitesses sont telles que ce mou devient important et/ou lorsque la bande est faite d'une matière susceptible d'tre endommagée, par exem ple une matière plastique chauffée, des moyens de guidage peuvent tre prévus pour régler le mou. De tels moyens de guidage peuvent par exemple comporter un ou plusieurs rouleaux montés sur des organes mobiles de manière à pouvoir imposer à la bande une trajectoire courte (par exemple rectiligne) en l'absence de mou, et une trajectoire plus longue lorsque la bande prend du mou.
Ces moyens de guidage sont de préférence reliés aux actionneurs d'une façon telle qu'ils retendent la bande chaque fois que le dispositif d'alimentation tend à provoquer le mou.
Une forme de réalisation de l'invention, de mme qu'une variante, seront maintenant décrites à titre d'exemple en se reportant au dessin annexé dans lequel:
La fig. 1 est une vue en élévation de ladite forme de réalisation, et
la fig. 2 est une vue analogue de la variante.
Se référant à la fig. 1, une bande 1 de matière plastique est acheminée en continu, à chaud, dans le sens de la flèche 2 vers une zone où deux matrices d'estampage 3 et 4 viennent agir sur elle. La matrice 3 est reliée à un plot 5 par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique 6 capable d'imprimer des mouvements horizontaux à la matrice 3. La matrice 4 est reliée de façon analogue à un plot 7 par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique 8. Les plots 5 et 7 reposent sur une embase 9 par l'intermédiaire de vérins hydrauliques 10 et 1 1 capables d'imprimer des mouvements verticaux aux plots 5 et 7 (et par conséquent aux matrices 3 et 4).
Afin de ne pas encombrer le dessin, on n'a pas représenté les tuyauteries d'alimentation des vérins 6 et 8 mais il est bien entendu que de telles tuyauteries sont prévues pour acheminer un liquide à partir d'une unité d'alimentation 12, cette unité étant munie à cet effet de connexions 13.
L'unité d'alimentation 12 est également munie de connexions 14 et 15 qui sont reliées aux vérins 10 et 11.
Cette liaison est telle que lorsque l'unité 12 provoque un refoulement de fluide par la connexion 14 et une aspiration de fluide par la connexion 15, les vérins 10 et 1 1 impriment aux plots 5 et 7 et aux matrices 3 et 4 un mouvement descendant, et réciproquement, un mouvement ascendant de ces plots et de ces matrices lorsque les rôles des connexions 14 et 15 sont inversés. Les vérins 6 et 8, par l'intermédiaire des connexions 13, sont appelés à fonctionner de telle sorte que les matrices, lors de leur mouvement descendant, sont appliquées l'une contre l'autre pour façonner la bande 1, et que, lors de leur mouvement ascendant, elles sont écartées l'une de l'autre et dégagent la bande 1.
Il est bien entendu que l'unité 12 comporte des moyens capables de mettre le liquide sous pression et des vannes permettant d'acheminer à volonté ce liquide sous pression vers les connexions 13, 14 et 15 pour imprimer aux matrices 3 et 4 les mouvements énumérés ci-dessus.
Au-dessus de la zone de travail des matrices 3 et 4, zone dans laquelle les matrices se déplacent pour agir sur la bande 1, se trouve une paire de rouleaux 16 destinés à serrer la bande 1 et à entraîner celle-ci vers le bas; les rouleaux, qui sont mus par des moyens quelconques, non représentés, sont portés par un cadre 17 qui est supporté à son tour par un vérin hydraulique 19 prenant appui sur une embase 18. Le vérin 19 est également relié aux connexions 14 et 15 de l'unité 12 afin de pouvoir imprimer au cadre 17 et aux rouleaux entraîneurs 16 des mouvements ascendants et descendants synchronisés avec ceux des matrices 3 et 4.
Prenant tout d'abord un cas simple pour examiner la question des vitesses relatives des éléments du dispositif d'alimentation, si l'on veut, lors des mouvements descendants des matrices 3 et 4, que la bande 1 descende à la mme vitesse que ces dernières, afin qu'il n'y ait pas de mouvement vertical relatif entre elles et la bande, il faut que la somme de la vitesse de descente du cadre 17 et de la vitesse d'entraînement de la bande due à la rotation des rouleaux 16 soit égale à la vitesse de descente des matrices 3 et 4. Lors des mouvements ascendants des matrices 3 et 4, il est souhaitable que la bande 1 (au-dessous des rouleaux 16) reste stationnaire et pour ce faire il faut que le cadre 17 monte à une vitesse égale à la vitesse d'entraînement de la bande due à la rotation des rouleaux 16.
Lors d'un cycle complet (c'est-à-dire depuis le début d'un mouvement descendant des matrices jusqu'au début du mouvement descendant suivant), la longueur des bandes passant par un point fixe quelconque situé au-dessous des rouleaux 16 doit tre égale à la longueur des bandes arrivant dans l'appareil à la hauteur de la flèche 2.
Ces exigences font que les vitesses de descente et d'ascension du cadre et la vitesse d'entraînement de la bande due à la rotation des rouleaux 16 doivent chacune tre égales à la moitié de la vitesse de la bande à la hauteur de la flèche 2, alors que la vitesse descendante des matrices 3 et 4 doit tre le double de la vitesse de la bande à la hauteur de la flèche 2, si les vitesses ascendante et descentante des matrices sont égales entre elles,
Dans un cas plus courant, les matrices sont animées d'un mouvement de retour rapide, c'est-à-dire qu'elles montent plus rapidement qu'elles ne descendent. Le rapport de la vitesse de descente des matrices à la vitesse d'avance de la bande à la hauteur de la flèche 2 doit alors tre égal au rapport de la durée d'un cycle complet à la durée d'une course descendante des matrices.
Les vitesses de descente et d'ascension du cadre 17 et des rouleaux 16 dépendent bien entendu de celles des matrices.
Les vitesses requises dans des conditions particulières quelconques peuvent facilement tre obtenues grâce à une conception appropriée du système hydraulique et du système d'entraînement (non représenté) des rouleaux 16, et à la mise en ceuvre de moyens qui sont bien connus dans ce domaine et qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention.
Lors de la montée du cadre 17 et des rouleaux 16, la bande 1 prend du mou au-dessus des rouleaux 16. Afin d'éviter un ballottage de la bande 1 et la détérioration éventuelle qu'elle pourrait subir de ce fait, on a disposé au-dessus des rouleaux 16 un ensemble de trois rouleaux de guidage 20, 21 et 22 entre lesquels passe la bande 1.
Les rouleaux 20 et 22 sont portés par un cadre immobile 23 fixé sur une embase 24, tandis que le rouleau 21 est porté par un vérin hydraulique 25 disposé horizontalement et monté sur une embase 26. Le vérin 25 est relié aux connexions de sortie 14 et 15 de l'unité 12 de telle manière qu'à chaque montée des matrices 3 et 4, le rouleau de guidage 21 soit déplacé vers la droite en passant entre les rouleaux 20 et 22; ce déplacement oblige la bande 1 à décrire un parcours de plus en plus sinueux, évitant par là le mou qui sans cela se produirait à la suite du mouvement ascendant du cadre 17 et des rouleaux 16 et donnerait naissance, au-dessus des rouleaux 16, à une boucle flottante.
Les rouleaux 20, 21 et 22 sont en général des rouleaux fous, mais il peut tre avanta geux (par exemple lorsqu'il s'agit de bandes peu résistantes) que ces rouleaux soient mis en rotation à une vitesse correspondant à celle de la bande.
Dans l'appareil qu'on a décrit, les divers organes sont actionnés hydrauliquement. Il est évident, cependant, que ces organes pourraient tre actionnés mécaniquement: par exemple il serait aisé d'obtenir les différents mouvements de va-et-vient à l'aide de cames portées par un arbre commun mû par les moyens d'entraînement, non représentés, des rouleaux 16.
On a fait allusion à plusieurs embases 9, 8, 24 et 26 et il est précisé ici que ces embases font toutes partie d'un bâti général de l'appareil, bâti qu'on n'a pas représenté en totalité. Un tel bâti peut comporter différents autres éléments tels que des guidages (non représentés) destinés à contraindre les cadres 5, 7 et 17 d'exécuter, avec la précision voulue, les mouvements requis. Il peut tre avantageux, surtout lorsqu'on a affaire à de la matière plastique à l'état chaud (donc molle), de réduire à un minimum le pliage de la bande et d'éviter l'obligation de la soumettre à une préhension mécanique au moyen des rouleaux 16. La fig. 2 montre une variante de la partie supérieure de l'appareil représenté à la fig. 1, variante dans laquelle la bande 1 est acheminée horizontalement vers l'appareil.
A la place des rouleaux 16, 20. 21 et 22, cette variante comprend un seul rouleau 16a qui infléchit de 900 la trajectoire du ruban 1, de sorte que, en quittant le rouleau 16a, le ruban progresse vers le bas (comme dans la fig. 1). Le rouleau 16a est porté par un vérin hydraulique 19a qui remplace le vérin 19 de la fig. 1 ; ce vérin est agencé de manière à soulever le rouleau 1 6a lorsque la vitesse de descente de la bande doit tre réduite et l'abaisser lorsque cette vitesse doit tre accrue.
Lorsque le rouleau 1 6a occupe une position haute, la trajectoire de la bande forme une boucle, comme cela apparaît en traits mixtes, et pour que cette trajectoire soit bien définie on a disposé en amont du rouleau 1 6a un rouleau fou 20a qui est destiné à coopérer avec la face supérieure du ruban.
Le rouleau 1 6a est moteur et il est avantageux d'augmenter par des moyens adéquats son adhérence sur la bande: ces moyens peuvent tre, par exemple, des lumières à travers lesquelles on exerce un effet de succion qui permet à la pression atmosphérique d'appliquer fortement la bande sur ce rouleau, ce qui donne une valeur élevée à la résistance au glissement de la bande sur le rouleau et assure ainsi l'entraînement de cette dernière.
De tels rouleaux suceurs sont bien connus dans de multiples applications, notamment dans le transport des cigarettes.
Il est bien entendu que, dans la variante de la fig. 2, aucun déplacement du rouleau 1 6a sous l'effet du vérin l9a ne donne lieu à la création d'un mou dans la bande, les vitesses des différents organes mobiles de l'appareil étant convenablement réglées et le mouvement de va-etvient du rouleau 1 6a étant convenablement synchronisé avec celui des matrices 3 et 4.