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PROCEDE DE FABRICATION,DES BOUGIES ET ARTICLES ANALOGUES.
Les procédés de fabrication des bougies et articles analogues suivent depuis de longues années des directives qui n'ont pas subi grand chan- gement.
En ce qui concerne les'bougies, le procédé probablement plus ré- pandu dans la pratique que tout autre consiste à mouler les pièces par char- ges, par exemple de 50 bougies ou davantage. Ce procédé consiste à verser de la cire fondue dans plusieurs moules à double enveloppe au milieu de cha- cun desquels est disposée une mèche et lorsque la cire s'est solidifiée en se refroidissant, un dispositif fait glisser les bougies moulées hors des mou- les, qui contenant encore une mèche disposée suivant leur axe longitudinale sont ainsi prêts à recevoir une nouvelle charge de matière fondue.
Un autre procédé adopté souvent dans certaines fonderies qui fa- briquent des cierges ou des rats de cave consiste à plonger dans un bain de cire fondue une grande longueur de mèche continue disposée sur et entre deux tambours rotatifs de grand diamètre. La mèche qui passe dans le bain sous l'ef- fet du mouvement de rotation des tambours de grand diamètre saisit à chacun de ses passages dans le'bain une certaine quantité de cire qui se solidifie en totalité ou en partie dans l'atmosphère et est amoncellement continue jus- qu'à ce que la quantité de cire déposée soit suffisante.
Ces deux procédés ont pour effet d'imprégner la mèche de cire fondue et en réalité ce résultat a été considéré par la plupart des spécia- listes comme indispensable, sinon hautement désirable., dans cette industrie.
Dés solutions ont été préconisées de temps à autre en vue de rendre continu le procédé'de fabrication des bougies et articles analogues.
A cet effet, des dispositifs préconisés consistent à refouler sous pression,, la cire qui se refroidit en passant dans l'appareil de refoulement de l'état liquide à l'état semi-solide ou plastique,, dune manière continue par des orifices autour d'une mèche qui arrive dune manière continue au centre de
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ces orificesen faisant ensuite subir à la mèche recouverte de cire un re- froidissement par l'eau pour durcir et solidifier la cire. Mais ces solu- tions ont donné lieu dans la pratique à de sérieuses difficultés, qui ont empêché de les adopter dans 1-'industrie.
En effet la solidification du pro- duit refoulé sous pression s'effectue d'une manière qui rend nécessaire une opération de recuit de longue durée pour obtenir un produit donnant satis- factiono De plus les variations de température qui s'accompagnent de va- riations de plasticité de la cire ont donné lieu à une instabilité mécani- que du produit refoulé sous pression, qui est ainsi extrêmement difficile à manipuler et à traiter pour obtenir des bougies finies donnant satisfac- tiono
L'invention concerne un procédé continu de fabrication de bou- gies finies et articles analogues et est basée sur un travail expérimental considérable qui a conduit à cette découverte surprenante qu'il est possi- ble de refouler sous pression la cire solide, froides par un orifice de fa- çon à obtenir une baguette continue de cire qui,
sans autre refroidissement du produit refoulé que par son contact avec l'atmosphère est suffisamment ferme pour pouvoir être manipulée et traitée sans déformation, ainsi qu'à une autre découverte surprenante d'après laquelle ce refoulement sous pres- sion delà cire solide, froide, peut s'effectuer par un orifice dans lequel on fait arriver simultanément d'une manière continue une longueur continue de mèche, de façon à obtenir une baguette continue de mèche recouverte de cire qui est également assez ferme pour pouvoir être manipulée et traitée sans déformation et pour obtenir des articles finis tels que des bougies d'une qualité satisfaisant aux conditions du commerce.
La mèche des bougies fabriquées par ce procédé n'est pas imprégnée de cire., car le degré de plas-' ticité de la cire est insuffisant pour assurer l'imprégnation de la mèche.
Néanmoins la cire qui entoure la mèche centrale y adhère fortement et la bougie finie ou analogue brûle efficacement dans les conditions d'utilisa- tion normales.
On forme donc suivant l'invention une baguette continue de mè- che recouverte de cire en refoulant sous pression la cire solide par un ori- fice autour d'une mèche guidée vers le centre de l'orifice et pouvant être librement entraînée en avant par la cire refoulée le refoulement sous pression s'effectuant à une température et à une vitesse choisies de façon à ce que, sans que le produit refoulé ne subisse d'autre refroidissement que celui qui résulte de son contact avec l'atmosphère ce produit consiste en une baguette continue de mèche recouverte de cire non fragile et suffi- samment ferme pour pouvoir être manipulée sans déformation.
Si on le dési- re, on traite cette baguette continue refoulée sous pression de mèche re- couverte de cire d'une manière continue à l'état de bougies finies ou au- tre articles, en rapprochant par un mouvement relatif les extrémités libres successives de la baguette d'un couteau rotatif qui découvre une courte longueur de mèche à cette extrémité de la baguette, puis on coupe successi- vement les longueurs de baguette qui constituent les bougies.
Une forme de réalisation choisie de préférence de l'invention est illustrée à titre d'exemple sur le dessin ci-joint qui représente une machine à refouler sous pression une baguette de mèche recouverte de cire suivant l'invention et transformant cette baguette en bougies en découvrant successivement une courte longueur de mèche à l'extrémité antérieure de la baguette de façon à former une pointe et en coupant ensuite la longuer de baguette voulue.
Sur le dessins - la figure 1 est une vue en perspective de la machine à re- fouler sous pression, - les figures 2A et 2B sont desvues respectivement en perspec- tive et en coupe et sous forme démontée de la tuyère de refoulement, - la figure 3 est une élévation latérale du dispositif de for- mation des pointes et de coupe, et - la figure 4 est une vue en bout du dispositif de la figure 3, observée suivant la ligne IV-IV de cette figure.
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La machine à refouler sous pression,, est montée sur un bâti qui se compose de poutres 1, 2, 3 et 4, de montants 5, 6 et 7, de plaques 8, 9 et 10, dont l'assemblage est réalisé par des boulons tels que 11 et 12 et d'une poutre transversale 19. Le refoulement s'effectue sous une pression hydraulique exercée sur de l'huile contenue dans un réservoir 13 par une pompe 14 commandée 'par un moteur 15.Le cylindre hydraulique 16 est monté entre les plaques 8 et 9 et le cylindre de refoulement 20 est maintenu par la plaque 8 et un collier 17 soudé sur la poutre 19.Le cylindre 16 contient un piston hydraulique dont la tige passe dans un presse-garniture monté dans la plaque 9 et porte à son extrémité découverte le piston de refoule- ment 18.
Le piston hydraulique fonctionne sous l'action d9un dispositif hy- draulique ordinaire qui se compose du réservoir 13, de la pompe 14 et d'une soupape 22.
La tuyère de refoulement représentée en coupe sur les figures 2A et 2B comporte une plaque de base 28 boulonnée sur la plaque 7, une plaque de tuyère 29 montée à charnière en 30 sur la plaque de base 28 et une plaque de filière 31 boulonnée sur la plaque de tuyère 29 et percée d'un orifice de refoulement 32. L'ensemble de la tuyère.peut être fixé en posi- tion de refoulement, figure 2A, au moyen d'un levier 33 oscillant sur la plaque de base 28, la plaque 29 étant centrée au moyen d'une saillie 37 de la plaque 28 qui comporte une surface conique coopérant avec une surface semblable de la plaque 29.
La face postérieure de la plaque 29 comporte une échancrure 39 dans laquelle une vis non représentée fixe une portion rectangulaire 34 d'un tube à mècheLa pointe 35 du tube à mèche a une for- me courbe de façon à faire sortir une mèche enfilée dans le tube suivant l'axe de l'orifice 32. Une certaine longueur de mèche est enroulée sur une bobine 36, figure 1, montée sur la plaque 8 sur laquelle elle peut tourner folle. Lorsqu'on amène l'ensemble de la plaque de tuyère en position de re- foulement, la portion 34 du tube à mèche vient se loger dansune échancrure 38 de la saillie 37.Un cône râcleur 42 est fixé sur des plaques 40a et 40b fixées elles-mêmes sur la plaque de filière 31 par des boulons 43, des rondelles 41 maintenant un jeu entre la plaque 40a et la plaque de filière 31.
Le bord postérieur ou de petit diamètre du cône 42 est à arête vive de façon à racler la baguette de cire refoulés,, ainsi qu'on le verra plus loin.
Pour charger la machine avec de la cire,, on dégage l'ensemble de la plaque de tuyère en manoeuvrant le levier 33 et on pousse une baguet- te de cire solide dans le cylindre de refoulement 20 par un trou 44 percé dans la plaque de base 28 et de même diamètre que le cylindre de refoule- ment. La baguette de cire peut être obtenue par coulée et son diamètre est aussi voisin que possible de celui du cylindre de refoulement, de sorte que la baguette s'ajuste à frottement doux dans le cylindre.Une fois la baguette de cire introduite, on ferme eton fixe dans sa position au moyen du levier 33 l'ensemble de la plaque de tuyèreaprès sêtre assuré qu'une certaine longueur de mèche sort par l'orifice 32.
Puis on agit sur la soupape 22 pour faire arriver le fluide sous pression dans la partie postérieure du cylindre 16, de sorte que le piston 18 commence à refouler la cire sous pression par l'orifice 32. La baguette refoulée se forme autour de la mèche qui sort par le tube à mèche et est entraînée en avant par la cire au fur et à mesure de sa sortie par l'orifice de refoulement.
La température de la cire qui a été introduite dans la machine à la température ambiante s'élève sous l'effet de l'opération de refoule- ment dans une mesure qui dépend de la vitesse du refoulement. Cette vitesse ne doit pas être suffisante pour chauffer la cire à une température à la- quelle un refroidissement (autre que celui qui est provoqué par le contact obligatoire de la baguette avec l'atmosphère) serait nécessaire pour rendre la baguette assez ferme pour pouvoir être manipulée sans déformation.
Cette vitesse maximum acceptable dépend en partie de la composition de la cire et en partie de la température ambiante
Si on le désire;, le cylindre de refoulement et/ou l'ensemble de la tuyère peuvent comporter dans les pays à climat chaud un dispositif de refroidissement par l'eau pour pouvoir augmenter la vitesse à laquelle
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le refoulement peut s'effectuera En réglant ainsi l'opération de refoule- ment de fagon à rendre le refroidissement du produit refoulé uni inutiles non seulement on évite d'avoir à prévoir des bains assurant un refroidisse- ment intense, mais encore on obtient un produit de qualité supérieure moins susceptible de se déformer ou de se rompre.
A titre d'exemple de la vitesse qui donne satisfaction dans la fabrication des petites bougies, telles que celles qui servent à décorer les gâteaux, on a constaté qu'il est possible de fabriquer 300 de ces bou- gies à la minute à une température ambiante d'environ 18 à 21 C sans refroi- dissement artificiel-, Dans ce cas, on refoule une cire de la composition suivante.* paraffine fondant à 57-60 C = 89,5 %; stéarine = 7,5 %; cire d'a- beilles = 3 %, sous une pression de l'ordre de 140 kg/cm2 dans un cylindre hydraulique de 152 mm de diamètre, hors d'un cylindre de refoulement de 27,3 mm de diamètre par un orifice de 4,7 mm de diamètre.On coupe la baguet- te refoulée en bougies d'une longueur de 50 mm environ chacune, ainsi qu'il est décrit plus loin.
Pour éviter avec certitude l'inclusion de poches d'air dans la baguette de cire, on faiten sorte,ainsi qu'il a déjà été dit, qu'elle s'a- juste exactement dans le cylindre de refoulement. Les inclusions d'air don- neraient lieu à la formation de soufflures, ou,, dans le cas le plus défavo-- rable, à la désagrégation du produit. De plus, il convient que la différence de pression entre la cire à l'intérieur du cylindre de refoulement et au moment où elle sort par l'orifice de refoulement ne soit trop forte, car dans certains cas une trop forte différence de pression fait diminuer la cohésion ou la ténacité du produit.
Quoique l'orifice de refoulement 32, tel qu'il est représenté, ait une section circulaire, on peut lui donner d'autres formes,suivant la forme que doit avoir la section de la baguette refoulée. De même l'orifice peut comporter une rainure hélicoïdale pour fabriquer des bougies d'ornement dont la surface extérieure est de forme hélicoïdale.
En sortant par l'orifice de refoulement 32, la baguette passe dans un trou formé par le bord de petit diamètre du cône râcleur 42. Le dia- mètre de ce trou est un peu plus petit que celui de l'orifice 32 et sert à détacher une couche mince extérieure de la baguette refoulée, et la cire ainsi détachée s'échappe par l'inter@alle ménagé entre la plaque 40a et la plarue de filière 21. Cette opération de râclage a pour but de faire dispa- raître les irrégularités superficielles éventuelles dues à l'opération de refoulement, de sorte que la baguette une fois raclée a une surface lisse et polie aussi belle que celle qu'on peut obtenir en moulant la cire.
Si l'état de la surface de la baguette n'a pas d'importance au point de vue de l'usage auquel elle est destinée, le cône râcleur peut être supprimé..
Après son passage dans le cône râcleur, la baguette arrive dans la machine de formation de la pointe et de coupe figures 3 et 4, qui la transforme en bougies. Pour permettre à la machine de formation de la pointe et de coupe de fonctionner d'une manière continue malgré les inter- ruptions du fonctionnement de la machine à refouler permettant d'introduire une baguette de cire neuve dans le cylindre de refoulement, on peut faire passer la baguette refoulée, si son diamètre est assez petit pour rendre cette opération possible, dans un dispositif de formation d'une boucle,fi- gure 1. Le dispositif représenté comporte une poulie 50 montée dans un châs- sis 51 qui peut rouler sur des rails inclinés 52.
La baguette refoulée 53 une fois,sortie du cône râcleur 42 passe sur la poulie 50, puis sur une poulie 54 montée à rotation sur un axe fixé sur un châssis 55 qui supporte aussi les rails 52 à une de leurs extrémités. Lorsque la machine à refou- ler fonctionne, elle refoule la baguette à une vitesse un peu plus grande que la vitesse moyenne de son arrivée dans la machine de formation de la pointe et de coupe. La boucle formée autour de la poulie 50 augmente ainsi de longueur et le châssis 51 rattrape cette augmentation de longueur en descendant sur les rails 52.
Lorsque la machine à refouler s'arrête pour se recharger, la boucle de la baguette se raccourcit et la poulie 50 remon-
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te sur les rails 52.Le débit de la baguette arrivant dans la machine de formation de la pointe et de coupe est donc constantLe dispositif repré- senté convient par exemple à la fabrication d'une baguette de cire devant être transformée en petites bougies servant à décorer des gâteaux.
La machine des figures 3 et 4 comporte une série de quatre pai- res de cylindres d'avancement 60 qui entraînent la baguette 53 et la font avancer par intermittences vers un porte-couteau de formation de la pointe 61 qui est fixé sur l'arbre d'un petit moteur électrique 62 le faisant tour- ner d'un mouvement continu. Lorsque les cylindres 60 qui sont commandés par un mécanisme désigné d'une manière générale par 63 ont fait avancer la ba- guette à peu près de la longueur d'une bougie,, le moteur 62 et le porte- couteau 61 sont poussés de droite à gauche;, figure 3, par une came 64 et un bras 65 de façon à venir rencontrer la baguette 53 et à y découper une pointe conique, en laissant une courte longueur de mèche découverte, ser- vant à l'allumage de la bougie.
Une fois la pointe conique découpée, le porte-couteau 61 revient de gauche à droite. Une fois 1?opération de forma- tion de la pointe terminée, les cylindres 60 maintiennent la baguette 53 immobile et une lame de couteau 66 portée par un rotor 67 découpe la baguet- te de façon à former une bougie finie. Chaque bougie détachée est poussée par un bras 68 transversalement dans un couloir 690
Il peut être avantageux de disposer plusieurs cylindres de re- foulement sur un bâti unique et d'actionner les divers pistons par une sour- ce de fluide hydraulique commune. Un seul cylindre de refoulement peut aus- si comporter plusieurs plaques de filière et plusieurs orifices de refoule- ment.
Lès cylindres d'avancement 60, le porte-couteau de formation de la pointe 61 et le couteau 66 des figures 3 et 4 peuvent être en double et cette machine double peut être alimentée par des baguettes refoulées par le même dispositif hydraulique ou le même cylindre de refoulement.