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Dans les machines pour la préparation de masses plastiques moula- bles, telles que des argiles et pâtes, ainsi que des matières synthétiques en particulier pour le traitement de masses céramiques, on connaît déjà des dispositifs qui découpent la masse en fragments pendant le processus de travail, pour réunir ensuite ces fragments à l'aide d'autres dispositifs et former ainsi un boudin massif désiré comme produit finalo Toutes les formes d'exécution connues ont ceci de commun, que le dispositif divisant la masse et le dispositif réunissant de nouveau cette masse sont différents entre eux et travaillent la masse successivement dans le tempso Cela vaut aussi bien pour des dispositifs de découpage, qui comme par exemple celui prévu dans une presse à porcelaine, divisent la masse en vue du désaérage,
que pour les installations de pétrissage qui servent à homogénéiser la masse.
Tous les dispositifs du genre en question ont encore ceci de commun que les organes de pression, qui agissent en dernier lieu et réunissent de nouveau les fragments découpés, produisent des soi-disant structures dans la masse à travailler, ce qui est particulièrement indésirable. Il a également été proposé d'effectuer une subdivision de la masse après l'intervention du dernier organe qui réunit de nouveau les fragments de la masse.
Dans un dis- positif de ce genre, un certain nombre de couteaux rotatifs sont agencés derrière une presse à vis sans fin, lesquels couteaux divisent la masse en direction axiale et ont pout but d'éliminer les structures qui ont été pro- duites par le traitement de la masse dans la presse à viso Ce but n'est ce- pendant pas atteint, mais les couteaux produisent de nouvelles structures supplémentaires, puisque les fragments découpés par les couteaux ont compa- rativement des dimensions de l'ordre de grandeur du diamètre du boudin. La pression développée ne suffit même pas pour éliminer les structures produi- tes par la vis de la presse, et encore moins les structures supplémentai- res produites par les couteaux rotatifs.
On a également déjà essayé d'empêcher la formation de structures dans des masses d'argile préfaçonnees en produisant des vibrations dans la masse au moyen d'appareils à secousses ou vibrateurs extérieurs ou intéri- eurs, les vibrations agissant en direction axiale et/ou radiale sur le bou- din d'étirage. Dans ce but, on a également proposé un dispositif dans le- quel un vibrateur électromagnétique extérieur coopère avec un organe vibreur agencé à l'intérieur du boudin, lequel organe est établi en forme de croix double et est constitué par une aile reliée aux vibrateurs, ainsi que par deux ailes transversales horizontales, la distance entre les deux ailes horizontales et entre les ailes et la paroi étant approximativement égale au tiers du diamètre du boudin.
Les ailes mêmes et tous les dispositifs de vibration ont, mesurée suivant la direction d'avancement du boudin, une lon- gueur d'environ les deux tiers du diamètre du boudin.
Selon une autre proposition, il a été fait usage de vibrateurs à ba- lourd comme dispositifs ayant pour but de supprimer les structures produites par lespresses étireuses à visa
Aucun de ces dispositifs vibrateurs n'est toutefois capable de ré- aliser le but qui lui est assigné, qu'ils soient établis sous la forme de vibrateurs magnétiques à striction, électromagnétiques, ou à balourd. Il a notamment été constaté que de tels vibrateurs permettent seulement d'agir sur une très petite zone en contact direct avec la surface du vibrateur.
Les vibrations n'ont d'influence que sur les parties du boudin qui se trou- ve directement contre ou à une faible distance (de 1.,'ordre de millimètres) des organes vibrants. En particulier, une masse céramique constitue, dans l'état où elle est travaillée dans la presse à vis, un très bon moyen amor- tisseur des vibrations.
Si l'on tient aussi compte du fait que l'amplitu-à- @ des vibrations produites par les dispositifs en question est très fai-
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ble et n'atteint en général que des fractions de millimètre et tout au plus quelques millimètres, selon la résistance qui s'oppose aux vibrations, à savoir-- l'organe vibreur se trouvant dans la masse et cette masse elle-mê- me dans le cas de vibrateurs intérieurs, et le tuyau et la masse dans le cas de vibrateurs extérieurs, on comprendra que les dispositifs connus ne peu- vent agir que sur une très petite partie du boudin formé par la masse.
En raison du pouvoir amortisseur d'une masse céramique dans l'état au couredu traitement et surtout à l'état final, il s'avère que c'est une erreur de vouloir engendrer l'énergie vibratoire destinée à modifier la mas- se, en utilisation des vibrateurs extérieurs ou intérieurs. Dans le cas le plus favorable, la masse influencée par les vibrateurs connus ne constitue qu'une fraction de la masse refoulée par la presse, car-aussi bien l'ampli- tude que la portée d'action du vibrateur n'atteignent qu'un faible nombre de millimètres.
Les effets qui consistent à éliminer les structures défavorables qui se produisentt dans les étireures à boudin, à homogénéiser des masses céramiques, à rendre ces masses isotropes, à modifier la thixotropie de la masse dans le sens d'une liquéfaction et de travailler la matière dans tou- te son étendue, sont, contrairement à ce qui était le cas pour les procédés et dispositifs connus, effectivement atteints par la présente invention, dont l'idée fondamentale consiste à diviser en copeaux la masse céramique ou analogue par un organe de découpage et à la presser ensuite directement par le même organe en formant une masse sans structuresoCela peut s'opé - rer en particulier au moyen d'un organe tranchant qui découpe la masse en fins fragments, mais agit en même temps comme organe de pression et réunit de nouveau les fragments de la masse découpée,
principalement par une action de frottemento
Pendant l'opération de découpage, le boudin est découpé en très pe- tits fragments qui sont, au moins dans une dimension, petits par rapport au diamètre du boudin,S'il produit de nouveau automatiquement l'assembla- ge par- pression,, un tel dispositif de découpage peut être agencé à la fin du processus de travail, donc par exemple entre la vis et l'embouchure dans le cas d'une étireuse à boudin. Au cours du Traitement; la masse doit pas- ser au moins une fois par un tel dispositif de découpage et de pression, si possible après la dernière opération de travail.
Selon une autre particula- rité de l'invention, le dispositif de découpage exécute des mouvements qui sont perpendiculaires à,la direction d'avancement de la masse en traitement, il est établi de telle façon que l'épaisseur du dispositif de découpage et de pression soit faible par rapport au diamètre du boudin. Afin de réduire le chemin à parcourir par chaque élément tranchant, le dispositif de décou- page et de pression peut être établi sous @ d'une grille par juxtaposi- tion de plusieurs éléments.
Chacun des éléments découpe alors des copaaux du boudin arrivant vers lui, et, si le nombre d'éléments tranchants et la vitesse de coupe sont convenablement choisis,ces copeaux sont petits par rapport au diamètre du boudin et de préférence également petitysuivant une direction, par rapport à l'écartement des éléments de grille. Pendant ce - processus de découpage, l'élément de coupe produit, en outre, un certain travail de pétrissage, puisqu'il s'agit de masses plastiques. Ce travail de pétrissage modifie la thixotropie de la masse dans le sens d'une liqué- faction, sans que la teneur en humidité de la masse varie.
Tel qu'il est d' usage pour le découpage de masses plastiques, un tel organe de coupe peut être établi sous forme de fila Il est aussi possible d'exécuter cet organe en forme de tamis ou de grille constituée par de tels fils ou par des bar- reaux à profil approprié. Si les divers éléments de coupe exécutent, dans la direction perpendiculaire à la direction d'avancement de la masse, un mouvement dont l'ordre de grandeur est égal ou supérieur à l'écartement des
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@ de grille dans la direction de ce mouvement, la face de l'appareil de coupe, qui est dirigée vers le boudin arrivant, divisera la masce dE celui-ci,
tandis que la face dorsale de cet appareil réunira de nouveau la masse en exerçant une pression à frottement sur celle-ci. Un appareil ,le coupe, par exemple composé de fils ou barreaux, est d'autant mieux à même d'effectuer cette pression que la thixotropie de la matière s'est modifiée pendant l'opération de découpage, ce qui a rendu la masse plus molle.
Mais cet effet de la modification de la thixotropie se perd avec le temps et il ne peut être mis à profit par le dispositif que si l'épaisseur de l'appa- reil de coupe est faible par rapport au diamètre du boudin et qu'il n'existe donc qu'un très faible écart de temps entre le découpage et la nouvelle compression, et si l'on déc pe seulement de petits fragmentsLe dispositif peut cependant être construit @utrement, pourvu que l'épaisseur de l'élé- .ment de coupe, c'est-à-dire sa dimension dans la direction de déplacement de la masse, reste petite par rapport au diamètre du boudiné Ainsi, par exemple, l'appareil de coupe peut aussi être constitué par une tôle pour- vue d'ouvertures ou trous et ayant une épaisseur d'environ 1/10 du diamètre du boudin.
La masse passera donc à travers ces trous et si la tôle de cou- pe exécute alors, perpendiculairement à la direction de sortie de la masse, un mouvement d'une amplitude qui est, de préférence, plus grande que l'es- pacement des trous, la masse sera divisée et ensuite de nouveau réunie sous pression, tel que décrit ci-dessus.Il va de soi que l'on peut donner à l' appareil de coupe d'autres formes spécialement adaptées au but visé dans chaque cas particulier, sans de ce fait se départir de l'esprit de l'in- ventiono
Il est avantageux de donner aux parties de l'appareil de coupe, quai viennent en contact avec la masse, une conformation telle qu'elles présen- tent, dans la direction du mouvement de coupe, aussi peu que possible,
et de préférence pas de ligne déplaçable en soio Cette condition est par exem- ple remplie par un dispositif de coupe formé d'une grille de fils, dont les fils individuels sont perpendiculaires au mouvement de coupe et à la direction du boudin arrivant vers le dispositif de coupe. Elle est également remplie par un dispositif de coupe formé d'un tamis en fil, pour autant que le mouvement de coupe (totalement ou partiellement) se fait dans la direction des diagonales, mais cela n'est plus le cas si le mouvement de coupe se fait principalement dans la direction de la longueur des fils for- mant les mailles. Un mouvement de va-et-vient peut être imprimé au disposi- tif de coupe au moyen d'une commande à bielle et excentriqueo Pour pouvoir régler la course, l'excentrique peut être réglable de la façon connue en soi.
Il est particulièrement avantageux de donner au dispositif de coupe et de pression une forme symétrique par rapport à la direction du mouvement, afin que le boudin soit découpé et de nouveau comprimé, aussi bien à l'al- ler qu'au retour dudit dispositif. Il est aussi possible d'imprimer des os- cillations ou vibrations au dispositif de coupe par un mécanisme connu en soi, par exemple un vibrateur magnétique ou à balourd, vibrateur magnéti- que à striction et analogues, pourvu que l'emplitude soit plus grande que l'écartement des éléments de grille.
Le choix du mécanisme de commande se- ra déterminé essentiellement par les dimensions des dispositifs de coupe et celles-ci dépendront du but visé dans chaque application particulière, spécialement du diamètre du boudin, la vitesse de celui-ci et les-proprié- tés physiques de la masse. La finesse du tranchant des organes de coupe est déterminante pour le choix de la course et de la fréquence du mouve- ment de l'appareil de coupe, et donc pour le choix du mécanisme de comman- de, Etant donné qu'il n'est pas possible de conserver lontemps le bon tran- chant des organes de coupe, surtout pour le traitement de masses céramiques les tranchants utilisés selon l'invention peuvent être arrondis au préala- ble dans une certaine mesureo Cet arrondissement doit être plus petit que
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la course du mouvement.
Si l'arrondissement était sensiblement plus grand que la course, on ne ferait qu'introduire de l'énergie d'oscillation dans la masse à travailler, sans que celle-ci serait réellement découpée en frag- ments et ensuite de nouveau réunie sous pression. Le dispositif de coupe est avantageusement réuni à la machine de travail au moyen d'un organe cons- tructif permettant le mouvement de va-et-vient du dispositif de coupe. Un tel organe peut être monté à coulissement perpendiculaire à la direction de mouvement du boudin et coulisser à la façon d'un tiroir dans un tube.
Ou bien le dispositif de coupe peut être réuni à la machine de travail par un tuyau en caoutchouc dont la dilatation élastique permet de mouvement de l'appareil de coupe. Dans ce cas, l'appareil de coupe est avantageusement réuni à la machine par des bielles pour absorber la pression agissant dans la direction d'avancement de la masse (pression axiale). Le tuyau en caout- chouc est soumis à une surpression intérieure produite par la masse se trouvant sous pression. Il est utile de renforcer le tuyau en caoutchouc par une armature pour mieux résister à la surpression. L'armature'peut être réunie au tuyau de caoutchouc par vulcanisation. Cette armature peut être établie sous la forme d'un enroulement en fil d'acier, simple ou croisé.
Selon une autre forme d'exécution très avantageux de l'invention, le tuyau de caoutchouc est renforcé par des bagues ou câbles annulaires qui ne sont réunis entre eux que par du caoutchouc et s'étendent transversalement au tuyau. L'avantage de cette forme d'exécution réside dans le fait que pen- dant les mouvements de l'appareil de coupe, l'armature ne subit aucune fle- xion, mais n'exécute qu'un mouvement glissant par rapport à la bague d'ar- mature voisine. De ce.fait, l'armature se conserve très bien et absorbe moins d'énergie.
Par ailleurs, il est avantageux d'augmenter la section transversa- le du boudin de matière à travailler, entre la machine de travail et l'ap- pareil de coupe, afin de compenser autant que possible la diminution de sec- tion transversale effective produite par le dispositif de coupe, spéciale- ment par les fils de découpage ou analogues, placés dans la trajectoire de la masse. Ladite section transversale est avantageusement de nouveau rédui- te derrière le dispositif de coupeo Il n'est toutefois pas nécessaire de réduire de nouveau la section du boudin jusqu'à sa section initiale. Puis- que le dispositif de coupe exerce automatiquement de nouveau une pression, sur la masse, on peut obtenir une autre section transversale pour le boudin, en particulier une section plus grande que sa section initiale. Cela cons- titue aussi un avantage important de l'invention.
Il va de soi qu'il est également possible d'agencer plusieurs dispo- sitifs de coupe, éventuellement à faible distance, l'un derrière l'autre, et dans certains cas il peut alors être utile d'actionner les grilles avec un certain décalage de phase, en particulier un décalage de 180 .
Une autre amélioration peut être obtenue si le dispositif de coupe et de pression est raccordé à une pompe à vide qui assure le désaérage des copeaux ou fragments découpés par ce dispositif.
A titre démonstratif, quelques exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: les figures 1 et 2 illustrent l'opération élémentaire de découpage avec mise sous pression simultanée de la masse, dans le cas de deux types d'organes de coupe et de pression selon l'invention, présentant des sections différentes; la figure 3 montre une vue en coupe verticale d'un organe de coupe selon les figures 5 ou 6;
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la figure 4 est une vue d'élévation d'un organe de coupe avec grille à barreaux ; la figure 5 est une vue d'élévation d'un,-, autre forme d'exécution de cet organe; la figure 6 est une vue d'élévation d'une grille à mailles servant d'organe de coupe;
la figure 7 est une vue d'élévation d'une tôle perforée constitu- ant organe de coupe; la figur 8 est une @ en coupe verticale de la tôle perforée selon fi- gure 7; la figure 9 montre les profils de deux éléments de coupe, notamment des profils triangulaires avec face de coupe plane ; figure 10 montre des profils semblables, mais avec surface de coupe courbe; la figure 11 montre des profils circulaires; la figure 12 des profils ovales,et la figure 13 des proiils rectangulaires à coins arrondis, la figure 14 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un positif selon l'invention appliqué à une presse à vide;
la figure 15 montre une vue en coupe longitudinale d'une forme d'exécution de la liaison flexible du dispositif de coupe et de pression avec d'autres organes de 1'installations la figure 16 montre une vue en coupe longitudinale d'une forme d' exécution spéciale de cette liaison, avec deux modes de réalisation de son armature et, la figure 17 montre une vue à plus grande échelle de la partie en- tourée d'un cercle dans la figure 16.
Dans les figures, les organes identiques ou similaires sont in- diqués par les mêmes chiffres de référence. la figure 1 montre le processus de travail avec un organe de cou- pe et de pression établi sous la forme d'une grille à barreaux 1 formés de profilés triangulaire en acier, tel que montré par exemple dans la figu- re 4 ou 5. Pour la simplicité du dessin, la figure 1 ne montre que deux barreaux 1. La grille est déplacée perpendiculairement de haut en bas sui- vant la flèche a. Le boudin 2 arrive d'un dispositif de traitement de la masse, formant des structures dans celle-cio Ce boudin-se déplace de gau- che à droite suivant la flèche b.
La grille à mouvement vertical découpe des copaux 3 de la masse, au moyen des bords d'attaque 4 des barreaux de grille 1 et les presse ensuite contre le boudin de départ 6, au moyen de la face dorsale 5 des barreaux 1.Le même processus est illustré dans la figure 2 pour une grille à barreaux ronds., Le fonctionnement est semblable à celui décrit avec référence à la figure 1.
Les figures 3 à 8 montrent diverses formes d'exécution de l'orga- ne de coupe et de pression. La figure 3 montre notamment une vue en coupe d'une forme d'exécution selon les figures 4 à 6. Les figures 4 et 5 montrent un organe de coupe et de pression constitué par une grille à barreaux 25, avec différents systèmes d'appui pour les barreaux 1. L'appui 23 a pour but de diminuer la flexion des barreaux sous l'effet de la pression axiale du boudin. Il va de soi qu'on peut aussi utiliser d'autres formes pour cet appui. La figure 6 montre un organe de coupe et de pression avec des éléments
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de coupe 8 formant tamis ou organe à mailleso
La figure 7 montre une vue de face d'un organe de coupe constitué par une tôle perforée 9.
La figure 8 montre cet organe en coupe transver- sale
La masse passe à travers les espaces entre les barreaux ou à tra- vers les mailles ou les trous de l'organe de coupe et est ainsi découpée en copeaux ou fragments et est en même temps de nouveau réunie et soumise à pression,lorsque l'organe de coupe est agencé et déplacé comme montré en figure 14. Ce processus sera décrit ci-après.
Les figures 9 à 13 montrent des vues en coupe transversale de dif- férentes formes d'exécution des éléments de coupe 1. La figure 9 montre un profil triangulaire comme dans le cas de la figure 1. La figure 10 montre aussi un profil triangulaire, mais avec une surface de coupe courbe, qui présente, vis-à-vis du profil de la figure 9, l'avantage d'une moindre ré- sistance au déplacement de la masse. La figure 11 montre un profil circu- laire comme dans le cas de la figure 2, tandis que la figure 12 montre un profil ovale et la figure 13 un profil rectangulaire à coins arrondis.
Les exemples illustrés dans les figures 9 à 13 indiquent clairement commentala section transversale des éléments de coupe 1 peut être modifiéeo A l'ai- de d'éléments ayant des profils selon les figures 9 à 13 on peut construire @ un que décrit avec référence aux figures 3 à 8.
La figure 14 montre un dispositif de coupe et de pression combiné avec une étireuse à boudin pour matières plastiques, en particulier de l' argile. Dans le corps tubulàire 20 de la presse à vis, dont la partie pos- térieure a été omise pour la clarté du dessin, la vis 21 déplace la masse 2 dans le sens de la flèche c.Le dispositif de coupe et de pression est rac- cordé au corps 20 de la presse au moyen d'un cône 24. Le dispositif de cou- pe et de pression comprend un organe de coupe et de pression 25 qui, dans le cas de l'exemple illustré, est établi sous la forme d'une grille à bar- reaux ronds, par exemple selon la figure 4 ou 5, la bague intérieure 26 en- tourant la grille, et la bague extérieure 27.
Le dispositif de coupe et de pression est actionné par le moteur 28, par l'intermédiaire d'une bielle et manivelle à excentricité réglableo Une tige 30 transmet le mouvement de la bielle 29,à la bague extérieure 27. Pour'absorber la pression axiale; la bague extérieure 27 est réunie au corps 20 de la presse à vis au moyen de leviers articulés 31. Pour assurer l'étanchéité, un tuyau en caoutchouc 32; permettant le mouvement de l'organe de coupe, est agencé entre la bague extérieure et la bague intérieure, ce tuyau 32 étant fixé au tuyau 34 et à l'embouchure 35 au moyen de bagues de serrage 33.
L'installation fonctionne comme suit:
La matière céramique 2 est déplacée dans le corps tubulaire 20 par la vis sans fin 21 dans le sens de la flèche c, vers la grille mobile 25. Sous la commande du moteur 28 et à l'intervention de la bielle 29 et de la tige 30, la grille peut effectuer un mouvement perpendiculaire à la direction c. De ce fait, la matière est découpée en copeaux et immédiater-- ment de nouveau réunie sous pression, comme montré dans les figures 1 et 2 puisque la grille de coupe et de pression 25 doit agir contre la résistan- ce offerte par l'embouchure rétrécie 35. La figure 14 montre que le diamè- tre de la vis 21 peut être plus petit que celui de la section de sortie de l'embouchure 35. On obtient ainsi les résultats suivants.
Au moyen d'une presse usuelle pour de fines matières céramiques ayant un diamètre de vis de 250 mm, on peut étirer normalement un boudin d'un diamètre de 130 à 140 mm environ, et dans beaucoup de cas on se limi-
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',ce même @ un maximum de 120 mm@ Si l'on adapte àcette presse un dispositif de coupe et de pression selon la présent invention, en choisissant un d'-
9.mètre d'environ 450 mm pour ce dispositif, et évasant en conséluence le raccord 24 entre ce dispositif et la presse, on parvient, en réduisant la section de passage derrière le dispositif de coupe 25 à un diamètre de
320 mm, à étirer sans difficulté un boudin d'environ 320 mm au moyen de la même presseo On réalise, en outre,
une augmentation sensible du débit de masse par unité de temps. Le boudin de 320 mm sort de la presse à une vitesse d'environ 30 à 60 cm/minute, selon la composition de la masse. Si l'on choisit un écartement de 8 mm entre les barreaux de la grille 1, une course de 14 mm pour le dispositif de coupe 25, et une vitesse de rotation de 2000 tours/minute pour le moteur 28, une grille 25 d'un diamètre de 450 mm découpera le boudin en copeaux de 0,04 à 0,08 mmo
La figure 15 montre schématiquement la liaison entre l'organe de coupe 25 et la presse. La particularité de cette forme d'exécution par rap- port à la figure 14 réside dans le fait que le tuyau de caoutchouc 32, qui est intercalé entre la bague intérieure 26 et la bague extérieure 27, est pourvue d'une âme 50 en tissu corde ou en tissu de fil d'acier.
Comme mon- tré dans la figure 14; le tuyau 32 est fixé sur le tuyau 34 et l'embouchure
35 à l'aide de bagues de serrage 350
La figure 16 montre une autre forme d'exécution du tuyau de caout- chouc, également de façon schématiqueLe tuyau 32 est aussi intercalé entre la bague intérieure 26 et la bague extérieure 27. Les deux bagues se meuvent suivant la direction de la flèche a. Le tuyau 32 est de nouveau fixé sur le tuyau 34 et sur l'embouchure 35 au moyen de bagues de serrage 35. La particularité de ce tuyau de caoutchouc réside dans le fait qu'il est renforcé par des armatures noyées dans le caoutchouc. Comme montré dans la partie de gauche de la figure 16, ces armatures sont établies sous la forme de bagues massives 60 de section carrée.
Dans la pa tie de droite de la figure 16, les armatures sont constituées par des bagues en câble d'acier 61. La figure 16 montre que plusieurs de ces organes de renforcement sont prévus dans le tuyau "2.
La figure 17 est une vue fragmentaire à plus grande échelle de la partie entourée d'un cercle dans la figure 16. Elle montre plus clairement les câbles 61 et leur position relative dans le tuyau 32.