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Procédé et appareils pour le moulage d'objets à partir de pulpe de papier
La présente invention concerne la fabrication de corps creux moulés, à partir de pulpe de papier.
Cette fabrication se fait à l'aide de moules per- méables, dans lesquels arrive la pulpe ou qu'on plonge dans celle-ci. En créant ensuite une dépression, autour du moule dans le premier cas, à 1'intérieur du moule dans le second cas, on provoque le dépôt respectivement sur la surface in- terne ou sur la surface externe du moule, d'une couche des
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fibres de la pulpe, et l'on ternie ainsi uneébauche du corps à obtenir.
Avec les moyens actuels, dans un cas comme dans l'autre, mais plus spécialement dans le premier, 1. surface libre de l'ébauche présente un aspect boursouflé, correspon- dant à de grosses différences d'épaisseur de parois. Ces faits amènent à exagérer le poids bru't des ébauches pour leur assurer une épaisseur suffisante au point minimum.
D'autre part, l'ébauche n'est pas en réalité constituée par feutrage des fibres cellulosiques de la pulpe, mais par la simple juxtaposition de petits amas de ces fibres. On ne peut donc assurer la solidité des objets fabriques qu'en utilisant de fortes doses de produits d'encollage.
Un des buts de la présente invention est de sup- primer cet inconvénient.
Pour améliorer les propriétés des ébauches, elle prévoit, pendant la formation de celles-ci, un mouvement relatif entre la pulpe et le moule.
Ce mouvement peut être uniforme, en ce qui concer- ne la vitesse et le sens, ou bien, variable de l'un ou l'au- tre (le ces points de vue, ou des deux. La direction dans la- quelle il lieu est également facultative. Il peut résulter aussi bien d'un déplacement du moule que d'un déplacement du liquide, ou à la fois de l'un et de l'autre. Cependant, il est on général préférable de déplacer le moule par rap- port à l6 pulpe.
La vitesse de ce déplacement n'a pas d'ail- leurs à être trés considérable. En agissant sur sa valeur, on peut panier par tous les intermédiaires, depuis une ébou- che à parois bien feutrées et parfaitement lisses, jusqu'à l'ébauche aux parois boursouflées et lûches que l'on obtient avec un moule fixe dans de la pulpe immobile.
Par exemple, pour une ébauche cylindrique de 0,3 m.
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de hauteur et de 0,13 m. de diamètre, on donne au moule, sui- vant son axe principal, un mouvement alternatif dont l'am- plitude est d'environ 0,03 m. A la cadence.de 120 coups/minute, on obtient une ébauche parfaitement lisse et feutrée, à 60 coups/min, une ébauche à surface légèrement granuleuse, à 30 coups/min., une ébauche d'aspect granité. Sans agitation aucune, on n'obtiendrait qu'une ébauche d'apparence très grossière, d'une forte épaisseur irrégulière, avec un feu- trage très 'défectueux des fibres constituantes.
Les ébauches obtenues suivant l'invention ont un poids moins considérable que celui des ébauches courantes, en raison de l'uniformité de l'épaisseur de leurs paroi's. Le feutrage de ces parois leur assure, en outre assez de solidi- té pour qu'on puisse réduire au strict minimum la proportion des matières dtencollage.
Avec les moules usuels, les ébauches se trouvent ancrées au moule par des fibrilles engagées dans les perfo- rations de celui-ci.
Les ébauches étant assez fragiles à l'état frais, on ne peut alors effectuer leur démoulage, sans recourir à divers dispositifs plus ou moins compliqués; contre-moule,, avec ou sans moyen d'y faire le vide ou d'y amener de l'air comprimé, ajutages répartissant l'air d'éjection, combinés éventuellement à des obturateurs interdisant l'arrivée direc- te de l'air d'éjection à une partie du moule.
Suivant l'invention, on facilite le démoulage en entourant le moule usuel d'une gaine' filtrante, plus ou moins. souple, à passages assez fins pour arrêter les menues fibril- les de la pulpe. Cette gaine peut être par exemple en tricot fin de coton ou en toile métallique fine. On obtient généra- lement de bons résultats avec une toile métallique ? 40 à 80, c'est-à-dire présentant de 40 à 80 mailles par pouce (0,027 m.).
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L'invention prévoi,t encore un cdlendrage de, l'ébou- che, é l'état humide, lorsqu'elle vient d'être démoulée. Ce calandrage, qui peut être effectue à basse pression, permet d'expulser de l'ébauche une très forte partie de l'eau qu'elle contient, et de réaliser par suite une économie substantielle de combustible, lors du séchage.
Le dessin ci-joint illustre les explications qui procèdent.
Les figures 1 et 2 montrent l' allure de la forma- tion de l'ébauche, sur un moule mâle, respectivement suivant les procèdes usuels et suivant l'invention.
La figure 3 Montre une variante dans le gainage du filtre.
La figure 4 est une vue en perspective, montrant le principe du celandrage de 1'ébauche à l'état humide.
Les figures 5 à 8 sont relatives à une machine à à fonctionnement continu mouler/pouvant travailler suivant l'invention.
La figure 5 est, pour sa moitié supérieure, une vue en plan de dessus et, pour sa moitié inférieure, une coupe suivant V-V de la figure 6.
La figure 6 est une coupe verticale suivant VI-VI de lefigure 5.
La figure 7 donne, en développement, une vue late- rale partielle de la Liachine.
La figure 8 est une vue en plan, à plus grande échelle, d'un organe représenté sur la figure 1.
Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne le inouïe, qui est relié par la tubulure 2. à un réservoir sous vide. Suivant la figure 1, le moule est fixe et plonge dans le bac 3 qui contient la pulpe également à l'état de repos.
L'ébauche Al se forme avec des parois irrégulières, boursou- flées et lâches.
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Suivant la figure 2, le moule est également fixe, mais la pulpe est. mise en circulation dans le bac 3 à l'aide d'un moulinet 4. Les parois de l'ébauche A2 se forment avec une épaisseur uniforme et sont régulièrement feutrées.
D'après la figure 3,'la gaine 9 du filtre est limi- tée à la surface latérale du moule, et laisse nu le fond de celui-ci. Cette disposition simplifie beaucoup la confection des gaines. En outre, grâce à elle, la paroi latérale de l'ébauche se décolle en premier lieu, tandis que le fond de l'ébauche reste d'abord attaché au fond du moule, par les fibrilles qui ont pénétré dans les perforations de ce dernier fond. Le fond de l'ébauche ne se trouve détaché que vers la fin du temps d'insufflation, ce qui provoque l'éjection de l'ébauche.
Il est également intéressant que le moule soit pourvu dtune collerette débordante 10,'au point où se forme' le bord de l'ébauche, pour que ce bord soit bien net.
Notamment dans le cas des ébauches ayant une hau- teur assez forte en comparaison de leur section, on peut fa- voriser le démoulage en prévoyant un dispositif.très simple à l'emplacement de la collerette 10. Ce dispositif consiste en un chapeau évasé, qui est enfilé jointivement sur le tube portant le moule, et qu'on peut faire'coulisser sur ce tube en comprimant un ressort de rappel. Au.début du démoulage, on coiffe de ce chapeau le bord de l'ébauche. On évite ainsi, d'une part, la fuite de l'air autour de ce bord décollé pré- maturément, fuite qui entraverait le démoulage. On empêche d'autre part l'ébauche de se distendre à cet endroit.
Pour calandrer l'ébauche à l'état frais, on peut utiliser le dispositif que montre la figure 4.'
L'ébauche 2 est introduite, dans le boîtier en deux pièces 5, puis on fait pénétrer par son extrémité ouver- te un ballon de caoutchouc souple 6, attaché sur un mandrin 7, @
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qui est monté à l'extrémité d'un tuyau d'amende d'air compri- mé 8. En gonflant ce ballon sous une pression de 3 kg/cm2, par exemple, on soumet les parois de l'ébauche à un calandra- ge qui en extrait une grande proportion, par exemple 50 % de l'eau qu'elles contiennent.
Dans la machine que représentent les figures 5 à 8, un bâti 11 porte, au sommet surélevé de sa ¯,artie centrale, une embase circulaire 12. Au centre de celle-ci tourillonne l'arbre vertical 13 d'un tourteau 14, en contact glissant avec l'embase. Tout autour de ce tourteau sont réparties des tubulures radiales 15, auxquelles se raccordent, par des man- chons flexibles 16, des bras tubulaires 17. Chacun de ces bras porte, vers son extrémité, un moule mâle filtrant 18. 'Il est rappelé vers le haut par un ressort, 19, s'attachait à l'un des bras verticaux 19a qui sont répartis autour et au- dessus d'un plateau 14a tournant avec l'arbre 13. Les ressorts 19 maintiennent les bras correspondants en contact sous une rampe circulaire fixe 20.
Le plateau 14a porte, en dessous, des fourches 17a. réparties sur sa périphérie, et servant à guider verticalement chacune un des bras 17.
Deux réservoirs à pulpe 21, en forme de segment d'anneau concentrique à l'arbre 3, sont disposés sur le bâti 1, symétriquement par rapport à cet arbre.
La rampe 20 présente une partie basse, pour laquelle les bras 17correspondants sont abaissés et laissent les moules qu'ils portent plonger dans la pulpe des réservoirs il. Le reste de la rampe est plus élevé., de sorte que les bras 17 qui sont en contact avec cette :partie de la rampe sont relevés, comme le montre la partie droite de la figure 2. Le raccorde- ment entre ces deux niveaux de la rampe 20 se fait par une partie 22 assez fortement inclinée, sur la verticale, du côté par lequel arrivent les,bras 17. De,l'autre côté, par lequel
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ces bras quittent la partie basse de la rampe, la pente de raccordement est au contraire très brusque.
Dans la machine telle que représentée, les mouve- ments de baisse et de hausse des bras porte-moules se repro- duisent deux fois par tour, avec production de deux ébauches par tour pour chacun des bras.
Les tubulures 15 .sont fixées dans des ouvertures du tourteau, ouvertures qui débouchent, par une branche ver- ticale, sur la face inférieure du tourteau. Cette.face repose sur le plan supérieur de l'embase 12, plan dans lequel s'ou- vrent deux jeux de lumières 23-23a, 14-14a. Les premières correspondent aux temps de plongée du moule, les deuxièmes, à ses relèvements.
L'abaissement des bras 17 correspond à leur passage au-dessus des bacs à pulpe 21, de' sorte qu'il amène les moules à plonger dans la pulpe. Il coïncide avec leur mise en commu- nication avec la conduite sous dépression, par les lumières 23-23a, de l'embase.
Pour agiter les moules dans la pulpe, on peut pré- voir une série de bossages appropriés, dans cette région de la rampe 20.
Les bras 17 se relèvent.au fur et à mesure qu'ils arrivent vers l'extrémité de sortie'des réservoirs à pulpe; les moules continuent à rester en 'succion un certain temps après leur relèvement, pour que les ébauches s'égouttent. En- suite, .après un temps neutre, chaque bras 17 est mis briève- ment en communication avec une lumière de soufflage 24-24a, ce qui éjecte les ébauches, individuellement.'Cette éjection se produit deux fois par tour, au-dessus d'un transporteur sans fin ou tapis roulant 26, orienté sui- vant un diamètre du cercle que' décrivent les moules.
On pour- rait également prévoir, à chaque poste d'éjection, plusieurs lumières de soufflage, situées à des distances différentes
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du centre du tourteam, avec un certain décalage angulaire entre elles. Plusieurs ébauches seraient ainsi éjection suc- cessivement en différents points de la largeur du tapis J'ou- lant, où elles formeraient plusieurs files.
Un moteur, non représenté, action.ne le tourteau 14 de la machine ainsi que le transporteur 26, par l'intermé- dibire d'un réducteur de vitesse 28 et d'un variateur de vi- tesse 29.
On peut employer une machine à axe horizontal au lieu d'axe vertical avec des caractéristiques analogues.
Les moules sont places alors suivant les rayons et peuvent être plus ou moins inclinés par rapport à ces rayons.
Pour obtenir un déplacement relatif entre les moules et la pulpe l'axe du tourteau portant les bras est relie à une came produisant des déplacements latéraux de l'ensemble, l'ampli- tude et la fréquence de ces déplacements modifiera volonté la texture de 1'ébauche.
Comme dans la. machine à axe vertical plusieurs soûles sont simultanément sous vide les ébauches sont par contre éjectées individuellement.
Lien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce qui est décrit et représente, mais peut donner lieu à des variantes. Ainsi, on pourrait notamment faire porter à chaque bras 17 deux ou plusieurs moules avec des conduites, parti- culières à chacun, les mettant successivement en communica- tion avec des lumières de soufflage, pour l'éjection indivi- duelle des ébauches.
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