Presse à emboutir les matières en feuilles.
L'invention concerne l'emboutissage et a pour objet une presse automatique à emboutir les matières en feuilles.
Alors que le moulage des matières thermo- plastiques en feuilles s'effectue d'une manière satisfaisante avec des presses à main, les presses mécaniques automatiques donnent de moins bons résultats, probablement parce qu'avec une presse à main l'opérateur peut sentira dans quelle mesure la feuille cède en s'allongeant et peut régler la vitesse de l'avance du poincon, de façon à suivre l'allongement de la feuille jusqu'au point de coupure. Les presses mécaniques ne convienent pas, sauf dans certaines applications limitées dans lesquelles l'emboutissage ou portion active de la course de la presse est faible par rapport à sa course totale, de sorte que le poinçon vient en contact avec la feuille au voisinage de sa position la plus basse, dans laquelle ta vitesse est faible.
La presse mécanique qui sert généralement à cet embou- tissage peu profond est du type des presses ordinaires à poinçon qui consiste dans une manivelle accouplée au poinçon de façonnage qui coulisse entre des guides. Ainsi qu'on le sait, le mouvement de va-et-vient de ces presses est un mouvement harmonique et comme le mouvement de rotation de la manivelle est uniforme, la vitesse du mouvement. du poinc. on augmente pendant le premier quart de la période du cycle, au moment où la manivelle arrive au voisinage de sa position à 90 , puis diminue pendant le second quart, jusqu'à la position de la manivelle à 180 , où le mouvement change de sens.
Etant donné qu'il', est nécessaire pour charger la ; feuille qu'il existe un espace approprié entre la matrice et le poinçon d'emboutissage, lorsqu'il se trouve dans sa position la plus élevée dans la presse et que, de plus, une fraction restante suffisante de la course du poinçon doit lui permettre d'achever l'emboutissage, il ré siilte de la forme de construction de la presse que dans le cas des emboutissages moyens ou profonds, le poinçon vient rencontrer la feuille au moment où la manivelle est à 90 ou au voisinage de cette position et, par suite, au moment où sa vitesse est maximum et, par suite, exerce un choc considérable sur la feuille.
Il en résulte que la feuille se déchire et que l'emboutissage profond est virtuellement impossible, à moins de ralentir notablement la vitesse de la presse, de façon à limiter l'intensité du ehoc à une valeur raisonnable et, par suite, de diminuer notablement la ca- pacité de production de la presse.
L'invention a pour objet une presse mécha- nique pour l'emboutissage de matières en feuilles, pour l'obtention de pièces façonnées, pouvant fonctionner automatiquement, suscep- tibl. d'une forte production et permettant de remédier aux inconvénients précités ou de les atténuer notablement.
La presse à emboutir suivant l'invention comporte un poinçon mobile, un arbre à cames et une came calée sur cet arbre faisant fonctionner le poingon, le contour de la came comportant une portion de repos, qui rend le poinçon presque immobile au moment où il vient en contact avec la feuille à emboutir. La vitesse du poinçon est ainsi sensiblement nulle au commencement de la course utile du poinçon et on évite un choc excessif du poinçon contre la feuille. Pour réduire au minimum le temps pendant lequel le poinçon s'approche de la feuille, la forme de la came est choisie, de préférence, de façon à faire prendre au poinçon d'abord une accélération positive uniforme, pWis une accélération néga- tive uniforme.
Si, ainsi qu'il convient géné ralement, le poinçon est disposé de façon à détacher les pièces embouties de la feuille à la fin de sa course, la came peut comporter une seconde portion de repos au voisinage de son point le plus élevé pour rendre le poin on à peu près immobile au moment où l'em- boutissage de la pièce est terminé, et pour le faire avancer ensuite pour effectuer la coupe.
Outre le poinçon et sa came de commande précités, la presse peut comporter un dispositif d'avance intermittente faisant avancer la feuille au-dessous du poinçon aux moments où le poinçon n'est pas en contact avec la feuille.
Elle peut donc comporter deux rouleaux d'avancement actionnés par un levier oscillant auquel les rouleaux ou l'un des rouleaux peuvent être réunis par un accouplement à roue libre, de façon à faire tourner les rouleaux pendant que le levier oscille dans un sens, et à les immobiliser pendant qu'il oscille dans l'autre sens. Le levier peut recevoir son mouvement d'oscillation d'une came calée sur l'ar- bre à cames portant la came qui fait fonc- tionner le poinçon. Le même arbre peut comporter d'autres cames faisant fonctionner un éjecteur écartant les pièces embouties de la zone d'action du poinçon et un serre-flan maintenant la feuille pendant qu'elle est en contact avec le poinçon.
Toutes les cames sont disposées, de préférence, de façon à ne fonctionner que dans un sens, les éléments qu'elles font fonctionner revenant dans l'autre sens, de préférence sous l'action de ressorts.
Alors que les presses suivant l'invention peuvent servir à emboutir des feuilles de métal, de papier ou de matières plastiques, elle conviennent plus particulièrement à 1'embou- tissage de feuilles de matière plastique à base d'un composé thermoplastique, par exemple un ester de cellulose, tel que le nitro eellulose, l'acétate, le propionate ou le butyrate de cellulose, un éther de cellulose tel que l'éthyl cellulose ou la benzyl cellulose ou un étherester ou ester mixte de cellulose, ou un mélange des composés précités, une résine syn- thétique ou un produit de polymérisation.
Une forme d'exécution d'une presse sui- vant l'invention, destinée particulièrement à 1'emboutissage de feuilles en matière plastique, est décrite ci-après, a titre d'exemple. avec référence au dessin ei-joint, sur lequel :
La fig. 1 en est une élévation de face avee coupe partielle ;
la fig. 2 une vue en plan, dont certaines cames ont été supprimées pour faire apparaître les pièces qui se trouvent dessous ;
la fig. 3 une élévation latérale, représen- tant en particulier le mécanisme qui fait avancer la feuille vers les éléments d'embou- tissage ;
la fig. 4 une élévation détaillée, avec coupe partielle et à plus grande échelle, des éléments d'emboutissage, et
la fig. 5 une vue en perspective de détail de la pièce emboutie par la presse.
Comme représenté, le bâti 6 de la presse est supporté par un socle 7. Le socle 7 sup- porte l'élément femelle de la matrice d'em- boutissage désignée d'une manière générale par 8, le dispositif de chauffage 9 de la feuille et le mécanisme d'avancement désigné d'une manière générale par 11. Le bâti 6 supporte les éléments mobiles d'emboutissage de la feuille, ainsi que les cames 12, 13, 14 et 15, calées sur un arbre à cames 16, monté à rotation dans le bâti 6, et faisant fonctionner les éléments mobiles et le mécanisme d'avancement, ainsi qu'il est décrit ci-après.
Un support 17 de la matrice est maintenu par des boulons 18 sur le socle 7 et en est isolé par une plaque calorifuge 19. Des vis 21 fixent sur le support 1. 7 la matrice 22 percée d'une ouverture 23 où l'emboutissage se fait. Cette ouverture est limitée par une arête tranchante 24 et est suivie d'une ouverture 25 de plus grand diamètre que l'ouverture 23. Une boîte de refroidissement 26 est
Fixée sur la surface inférieure du support 17 de la matrice par des vis 27 et est percée d'une ouverture 28 en face de l'ouverture 23 de la matrice femelle, permettant aux pièces embouties d'y passer.
La boite de refroidissement comporte une portion supérieure 29 avee rebord 30 annulaire qui pénè- tre dans l'ouverture 25, mais en est espacé de façon à former un intervalle isolant rempli d'air. Un canal 31 ménagé dans le support 17 de la matrice permet d'y faire circuler un fluide de chauffage approprié, de façon à maintenir la matrice à la température vont- lue, et la boite de refroidissement comporte un canal 32 ayant pour but de refroidir la pièce emboutie passant dans l'ouverture 28 de la boîte de refroidissement.
La bande 33 de la feuille dans laquelle on emboutit les pièces 34 passe dans le dispositif de chauffage 1 où elle se ramollit au degré voulu sous l'action de la chaleur, puis passe sur la matrice 22. Un serre-flan 35 avec pièce rapportée 36 fixée sur lui par des vis 37 a pour effet de maintenir fortement la feuille dans sa position pendant l'opération d'em houtissage. Le serre-flan 35 reçoit un mouvement de va-et-vient par un dispositif décrit plus loin. Des colonnes 38 portées par le sup- port 17 de la matrice coopèrent avec des ouvertures 39 percées dans le serre-flan 35, de façon à le guider pendant son mouvement de va-et-vient. Des chemises de portée peuvent être fixées dans ces ouvertures 39 si on le désire.
La pièce rapportée 36 est percée d'une ouverture annulaire 42, dans laquelle fonctionne e un poinçon cylindrique 43 vissé dans l'extré- mité inférieure d'une vis creuse 44, montée dans un élément de coupe creux 45, compor- tant une arête de coupe annulaire 46. L'élé- ment de coupe 45 est fixé par des vis 47 sur un support 48 qui est porté par un coulisseau 49 mobile verticalement dans des-lis- sières 50 formées dans le bâti 6.
Le coulisseau 49 est en deux parties qui peuvent être réglées l'une par rapport à l'autre par un écrou indesserrable 51. La partie supérieure du coulisseau 49 comporte une portion 52 en forme de chape dans laquelle est montée à rotation une contre-came 53 coopérant avec la came 13 et faisant ainsi aller et venir le coulisseau 49 et le support 48 qu'il porte. Le coulisseau descend à l'en- contre de l'action de ressorts 54 qui le font revenir dans sa position la plus élevée. Les ressorts 54 sont portés par des tiges 54'qui passent dans des saillies 55 de la partie supé rie, ure d-Li coulisseau et sont fixées sur des consoles 56 montées sur le bâti.
Les consoles 56 sont percées d'ouvertures de guidage 57 par lesquelles passent des barres d'accouplement réglables 58. Les extrémités inférieures des barres d'accouplement sont fixées sur le serre-flan 35 et leurs extrémités supérieures, après avoir passé dans les ouvertures de guidage 59 des consoles 61 montées sur le bâti 6, passent entre les extrémités en forme de chape de bras 62, dont l'autre extrémité est fixée sur un arbre 62'. Les extrémités en forme de chape des bras 62 coopèrent avec une tige 63 faisant fonctionner les barres d'accouplement 58 et, par suite, le serre-flan 35. Des ressorts de compression 63'sont montés sur les barres d'accouplement 58 entre les consoles 61 et 56 et le mouvement de descente du serre-flan 35 s'effectue à 1'encontre de 1'action des ressorts 63'.
La came 12 fait fonctionner l'arbre 62'et le serre-flan 35 par l'intermédiaire d'une contre-came 64 et d'une barre d'accouplement 65 fixée sur l'arbre 62' par un collier 66. Un dispositif permet aussi de faire fonctionner le serre-flan à la main, et consiste dans une poignée 67 fixée par un collier 68 sur l'arbre 62'.
Un éjecteur 69 supporté dans la portion creuse du poinçon 43 et mobile avec lui se visse dans l'extrémité d'une tige d'éjecteur 71 passant dans le poinçon 43, dans la vis
creuse 44 et dans une portion du support 48, dans lequel il est fixé sur un tirant 72 porté par un collier relativement fixe 73 absorbant la poussée d'un ressort 74 à l'encontre duquel fonctionne la tige 71 de l'éjecteur. Le tirant 72 comporte à son extrémité supérieure un axe 75 situé entre l'extrémité en forme de chape 76 d'un levier 77 oscillant autour d'un axe 78 sur un bras 79 fixé sur le bâti 6.
L'autre extrémité du levier 77 est articulée autour d'un axe 81 sur l'extrémité inférieure d'une barre 82 qui reçoit un mouvement de va-et-vient faisant fonctionner l'éjecteur. Le dispositif faisant aller et venir la barre 82 consiste dans un bras 83 oscillant sur un arbre tronqué 84 monté à rotation dans une saillie 85 du bâti 6. Une contre-came 86 qui coopère avec la came 14 est montée à rotation sur le bras 83. L'extrémité libre du bras 83 est percée d'une ouverture 87 qui s'enfile sur la barre 82. Un écrou 88 et un ressort 89 maintenus dans leur position sur l'extrémité supérieure filetée de la barre 82 par une rondelle 91 et un écrou 92 coopèrent de façon à appliquer une tension réglable au bras 83 et à maintenir ainsi la contre-came 86 en contact avec la came 14.
Le mouvement de rotation de la came fait aller et venir la barre 82.
La feuille 33 est tirée par intermittence dans les matrices d'emboutissage par le mécanisme d'avancement 11. Ce mécanisme d'avancement comporte un rouleau inférieur 93 monté sur un arbre 94 et un rouleau supérieur 95 monté sur un arbre 96, ces deux arbres étant montés à rotation dans des coussinets d'un bâti 97 fixé par des boulons 98 sur une plate-forme 99 boulonnée sur le socle 7 par des boulons 101. La pression du rouleau supérieur sur le rouleau inférieur est réglée au moyen d'un dispositif à ressort et écrou désigné d'une manière générale par 102.
Les rouleaux 93 et 95 sont entraînés par r des roues dentées en prise 103 et 104 montées respectivement sur les arbres 94 et 96.
L'arbre 94 est l'arbre commandé et comporte une roue à denture hélicoïdale 105 engrenant avee une roue à denture hélicoïdale 106 et entraînée par elle. La roue 106 est calée sur un arbre 107 qui reçoit un mouvement de rotation intermittent au moyen d'un dispositif à roue libre désigné d'une manière générale par 108.
L'embrayage 108 fait tourner la roue 106 de la manière suivante : Un levier de commande 109 est monté sur l'embrayage et est accouplé par une bielle articulée 111, une barre 11. et une bielle articulée 113 à un levier coudé 114 monté à oscillation autour d'un axe 115 sur le bâti 6. Une contre-came 116 portée par le levier coudé 114 coopère avee la came 15 qui, par l'intermédiaire du levier 114 et de la barre 11. 2, pousse le levier 109 vers le bas, le mécanisme de roue libre ne fonctionnant pas.
Lorsque la contre-came 116 arrive au point surbaissé de la came 15. un ressort 117, attaché à un bras 119 fixé sur le bâti 6 par des boulons 119 et à une bielle 121 fixe sur la barre 112, tire le levier 109 vers le haut en faisant tourner la roue 106 par le mécanisme de roue libre et, par suite, les rouleaux 93 et 95.
Un dispositif permet de régler la course du levier 109, c'est-à-dire l'avance des rouleaux 93 et 95 et consiste dans une vis 122 portée par le levier 109 et sur laquelle peut tourner un écrou mobile 124.
Un volant 125 est calé sur l'arbre. 94 et permet de faire tourner les rouleaux d'avancement à la main. Un levier 126 peut osciller autour d'un axe 127 sur le bâti 97, passe entre les arbres 94 et 96 et a pour effet d'écarter les rouleaux d'avancement pour dégager la feuille ou permettre de l'enfiler plus facilement entre les rouleaux d'avancement.
La force motrice qui sert à faire fonetionner la presse est fournie par un moteur non représenté, accouplé par l'intermédiaire d'une chaîne 128 à un volant et à un pignon de chaîne commandée 129, qui fait tourner l'arbre 16 et les cames de cet arbre par un dispositif d'embrayage désigné d'une manière générale par 131.
Le fonctionnement de la presse est le sui- vant : On enfile la bande 33 provenant d'une bobine débitrice, non représentée, dans le dispositif de chauffage 9 et on la fait passer entre la matrice 22 et le serre-flan 3 , puis entre les rouleaux 93 et 95 du dispositif d'avancement. En faisant tourner les rouleaux 93 et 95 à la main par le volant 125 ou méca- niquement en actionnant le levier de commande 109 et la timonerie correspondante, on fait avancer la feuille entre les éléments d'em boutissage, dans le premier cas sur la longueur qu'on désire et dans le second cas sur une longueur déterminée par la position de l'axe 124 sur la vis 122.
On règle la position de l'axe 124 le long de la vis 122 pour chaque nouvelle forme de pièce à emboutir, afin d'obtenir une avance par course exactement égale à la longueur de feuille nécessaire à la formation de la pièce.
Une fois la feuille enfilée dans la presse, le mouvement de rotation de l'arbre à cames 16 fait d'abord descendre le serre-flan 35 au moyen de la came 12 et, par l'intermédiaire de la tige 63, la contre-came. 64 et la timonerie correspondante. L'arbre 16 continuant à tourner, la came 13 agit sur la contre-came 53, en faisant descendre ainsi le coulisseau 49 et les pièces correspondantes. Etant donné que le coulisseau porte le poinçon 43, celui-ci emboutit la feuille dans l'ouverture 23 de la matrice 22 à une profondeur déterminée par le contour de la came 13, en emboutissant ainsi la pièce.
La forme de la came 13 est choisie de façon à faire prendre au coulisseau un mouvement se composant d'un mouvement uniformément accéléré au démarrage, puis un mouvement d'accélération négative uniforme jusqu'au point oit le poinçon 43 vient en contact avec la feuille, de sorte qu'à cet instant la vitesse dn eoulisReau et, par suite celle clu poinçon, est nulle et que la feuille ne reçoit pas de choc.
La came 13 continuant à tourner provoque de-nouveau l'accélération du poinçon qui atteint alors une vitesse, uniforme, puis son accélération négative, de sorte qu'une fois. la feuille emboutie à la profondeur voulue et la pièce formée, le coulisseau reste de nouveau immobile temporairement.
Puis la came 13 provoque une nouvelle avance légère du cou- lisseau qui a pour effet de couper la feuille en la serrant entre les arêtes tranchantes 24 et 46. La came 13 cesse de fonctionner à ce moment et la came 14 fonctionne par l'intermé- diaire du brases 83, de la barre 82, et de l'axe 75, de façon à pousser vers le bas le collier 73, la tige 71 et l'éjecteur pour faire sortir la pièce finie de la boite de refroidissement 26. L'arbre 16 continuant à tourner fait revenir toutes les pièces, c'est-à-dire l'éjecteur 69, le poinçon 43 et le serre-flan 35 dans leur position initiale.
Un arrêt de court durée se produit à ce moment, pendant lequel la came 15 fait fonctionner le mécanisme d'avancement décrit ci-dessus par l'intermédiaire des bras 114, 112 et de l'axe 124 pour faire avancer une nouvelle longueur vierge de la feuille entre les matrices en vue d'une nouvelle opé- ration.
L'arbre 16 tourne d'une manière continue et tous les mouvements intermittents décrits ci-dessus résultent de la forme du contour des cames 12, 13, 14 et 15. Lorsque le contour des cames est concentrique à l'arbre, les con tre-cames ou les pièces qui y sont accouplées ne reçoivent évidemment aucun mouvement.
L'opération décrite ci-dessus, a pour but d'emboutir une pièce simple telle qu'une boîbelw mais il doit être bien entendu que les mouvements d'une quelconque ou de toutes les cames peuvent être modifiés l'un par rapport à l'autre, de façon à obtenir d'autres combinaisons.