Machine pour constituer des joints d'étanchéité en matière plastique
Il est connu de placer des joints d'étanchéité en liège dans des capsules d'obturation de bouteilles, de pots et analogues, mais pour diverses raisons ces joints d'étanchéité en liège ne se sont pas révélés entièrement satisfaisants. A cause de cela, on a tenté de remplacer ces joints d'étanchéité en liège par un joint d'étanchéité en matière thermoplastique élastique et de concevoir des machines pour doubler les capsules au moyen de cette manière thermoplastique, sur la base d'une production continue en masse. Les machines mises au point jusqu'à présent à cet effet ne se sont pas, pour diverses raisons, révélées satisfaisantes.
La présente invention a pour objet une machine pour constituer des joints d'étanchéité en matière plastique pour capsules de fermeture comprenant un convoyeur à table tournante présentant dans sa périphérie des encoches réparties circonférentiellement et ouvertes de façon à recevoir des capsules et à les supporter sur le convoyeur.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un doseur disposé à la périphérie du convoyeur débitant des doses de matière plastique moulable à des intervalles correspondant à l'espacement entre les encoches, une tourelle tournant sur un axe espacé latéralement de l'axe de rotation du convoyeur et présentant plusieurs plongeurs de moulage à mouvement de va-et-vient espacés à des intervalles pratiquement égaux à l'espacement des encoches, une enclume coopérant avec les plongeurs et la tourelle et se trouvant sous les capsules avancées par le convoyeur, et des moyens pour faire tourner en synchronisme le convoyeur et la tourelle de façon que les plongeurs soient amenés successivement en correspondance avec les encoches,
les plongeurs coopérant avec l'enclume de façon à mouler la matière plastique dans les capsules successives et à évacuer successivement les capsules du convoyeur.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, sur lequel:
la figure 1 est une vue en plan de la première forme d'exécution, le bac d'évacuation du réfrigérant du plongeur de moulage étant omis pour la clarté de l'illustration;
la figure 2 est une coupe longitudinale suivant 2-2 de la figure 1;
la figure 3 est une coupe horizontale suivant 3-3 de la figure 2;
la figure 4 est une coupe partielle suivant 4-4 de la figure 2, et encore agrandie;
la figure 5 est une vue latérale agrandie d'un doseur faisant partie de la forme de réalisation et orienté dans la direction de la flèche X de la figure 1;
la figure 6 est une coupe verticale agrandie du doseur suivant 6-6 de la figure 1, et montrant le fonctionnement du doseur;
la figure 6A est une vue semblable à la figure 6, montrant une dose de matière plastique débitée dans une capsule;
la figure 7 est une coupe verticale suivant 7-7 de la figure 1 et passant par la tourelle à plongeurs de moulage, cette vue étant à échelle agrandie;
la figure 8 est une vue latérale partielle de la tourelle à plongeurs de moulage, montrant les moyens de circulation du réfrigérant alimentant ses plongeurs de moulage;
la figure 9 est une coupe verticale partielle agrandie de l'extrémité active d'un plongeur de moulage;
la figure 10 est une coupe horizontale partielle suivant 10-10 de la figure 7, montrant l'évacuation de la machine des capsules munies de leur joint;
la figure 11 est une vue en plan de l'intérieur d'une capsule à joint d'étanchéité obtenu au moyen de la machine;
la figure llA est une coupe suivant llA-llA de la figure 11;
la figure 12 est une coupe verticale d'une seconde forme d'exécution illustrant la relation entre le plongeurdoseur et le plongeur-débiteur;
La figure 13 est une vue semblable à la figure 12, mais montrant la relation entre le plongeur-doseur et le plongeur-débiteur quand ce dernier est en position basse, juste avant éjection ou dépôt d'une dose.
La figure 14 est une coupe verticale montrant la relation entre les éléments de l'ensemble piston-débiteur au moment où la dose est éjectée ou séparée du dispositif mesureur.
La figure 15 est une coupe horizontale approximativement suivant le plan 15-15 de la figure 14.
La figure 16 est une coupe verticale partielle à plus grande échelle montrant l'extrémité libre du plongeurdébiteur et sa relation avec l'extrémité de la tige de soupape avec laquelle le plongeur est associé au point du cycle illustré à la figure 14.
La figure 17 est une vue latérale, partiellement coupée, montrant l'ensemble piston-débiteur dans la direction de la ligne 17-17 de la figure 12.
La figure 18 est une vue semblable à la figure 17 dans la direction de la ligne 18-18 de la figure 13, et,
la figure 19 est une vue en plan de l'extrémité inférieure du plongeur-débiteur et de la tige de la soupape à aiguille associée représentée à la figure 16.
Si l'on se réfère au dessin et comme on le voit sur la figure 7, une platine 12 de la machine est supportée sur le sol par des pieds 13. Sur la platine 12 est monté un convoyeur en forme de table rotative 14, fixée au moyeu 15 d'un engrenage 16; ce convoyeur rotatif et sa roue dentée sont supportés rotatifs par un arbre 17 monté dans une butée à billes 18 fixée à la platine 12. L'arbre 17 peut tre soit monté rotatif dans la butée à billes 18, soit fixé à cette dernière de sorte que, dans ce dernier cas le convoyeur à table tournante et sa roue dentée tournent sur cet arbre.
Comme on le voit sur la figure 1, le convoyeur à table tournante 14 présente sur sa zone marginale une série d'encoches 19, espacées circonférentiellement, ouvertes vers l'extérieur, et destinées à recevoir les capsules. Ces encoches comportent des rebords ou lèvres internes fraisés en cône 20, sur lesquels prennent appui les évasements ondulés R des corps de capsules C, en suspendant ainsi les capsules sur le convoyeur rotatif, de sorte que les capsules sont amenées au doseur M par lequel une dose de matière thermoplastique formant joint d'étanchéité est déposée dans l'intérieur de chaque capsule au moment où il passe par ce doseur. Les capsules sont ensuite amenées par le convoyeur aux moyens de moulage ou mise en forme de joint d'étanchéité S.
Des moyens convenables (non représentés) sont prévus pour fournir automatiquement des capsules vides C aux encoches réceptrices 19 du convoyeur à table tournante 14 et comportent un couloir de chargement 21 par lequel les capsules sont débitées et successivement mises en position dans les encoches réceptrices 19. Un anneau de maintien 22 entoure la portion du convoyeur à table tournante 14 emmenant les capsules C du couloir de chargement 21
du dispositif d'alimentation en capsules jusqu'aux moyens
de moulage ou mise en forme de joints d'étanchéité S.
L'anneau de maintien empche le déplacement vers l'extérieur des capsules depuis leurs encoches de support
19 jusqu'au point où les capsules rencontrent les moyens
de moulage de joint d'étanchéité et sont prélevées par eux
du convoyeur à table tournante.
Le doseur M par lequel des doses de matière plastique
sont débitées dans les capsules C est associé avec un transporteur P de la matière plastique à l'état fondu moulable au doseur. La matière plastique est fournie à l'état initial granulaire ou pulvérulent, non fondu, de préférence sous forme de pilules dures qui peuvent s'écouler par gravité de la trémie d'alimentation 23 au transporteur P.
La matière plastique est de préférence un composé thermoplastique tel que le polyéthylène ou une résine vinylique telle que le polychlorure de vinyle ou un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle. Si on le désire, on peut utiliser une résine thermodurcissable, telle qu'une résine époxy.
Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2, 3 et 4, le transporteur P comprend un conduit tubulaire 24 se prolongeant vers l'avant à partir d'une tte 25 jusqu'au doseur M. La tte 25 est supportée par un prolongement 12' de la platine 12. Dans la tte et le conduit 24 est montée rotative une vis d'extrusion hélicoïdale 26. Sur la tte 25 est montée la trémie 23 depuis laquelle la poudre ou les morceaux initiaux de matière plastique s'écoulent jusqu'à l'extrémité réceptrice de la vis d'extrusion 26. L'extrémité d'évacuation du conduit 24 et de la vis d'extrusion 26 est mise en communication avec le doseur M par un accouplement 27.
Autour du conduit 24, entre la tte 25 et l'accouplement 27, est monté, concentriquement au conduit 24, un carter ou chemise 28, dont l'intérieur constitue une chemise d'air 29 qui environne ou enveloppe le conduit 24 et sa vis extrudeuse 26. Conjointement à la chemise 28 est monté un appareil de chauffage d'air 30 qui constitue une tte de réception d'air 31. Un collecteur de débit d'air 32 est en communication avec la tte de réception d'air 31. Des conduits de débit d'air 33 sont réunis au collecteur 32 de sorte que de l'air peut tre alimenté par un ventilateur (non représenté) à l'appareil de chauffage d'air 30.
L'appareil de chauffage d'air 30 comporte plusieurs dispositifs électriques de chauffage d'air 34 disposés entre la tte de réception d'air 31 et la chambre de chemisage d'air 29. Comme on le voit sur la figure 4, chaque dispositif de chauffage 34 présente au moins un, et de préférence plusieurs, passages d'air 35, contenant chacun une résistance électrique de chauffage 36. Les résistances de chauffage 36 sont montées électriquement en série et les dispo
sitifs de chauffage électrique sont eux-mmes montés en
série sur et entre des plots 37 auxquels est fournie de l'énergie électrique provenant d'une source convenable.
En fonctionnement du transporteur de la matière P, la matière, sous sa forme initiale divisée ou particulaire,
est débitée depuis la trémie 23 à l'extrémité réceptrice de la vis extrudeuse 26 et cette dernière la fait avancer vers le
doseur M. A mesure que la matière plastique se déplace vers le doseur, elle est soumise à la chaleur et à l'effet de
pétrissage de la vis extrudeuse, la chaleur étant fournie
par l'air chauffé qui, en traversant les dispositifs de
chauffage 34 est délivré dans la chambre 28 et autour du
conduit 24 et de la vis extrudeuse qu'il contient. La tempé
rature à laquelle la matière plastique est portée dépend de la composition particulière de la matière thermoplastique
traitée. Pour les résines vinyliques et le polyéthylène, un
intervalle de température d'environ 177 à 1 880C est
convenable.
A mesure qu'elle est ainsi soumise à la chaleur et au pétrissage, la matière thermoplastique initiale
ment particulaire se transforme en une masse unique
fondue, ramollie et plastique, état moulable dans lequel
il est aisé de la traiter par le doseur M qui dépose des
quantités mesurées de la matière plastique chauffée fondue
dans les capsules C à mesure que les capsules sont amenées
au doseur M par le convoyeur 14.
Si l'on se réfère maintenant au mode de réalisation du doseur M représenté aux figures 1, 5, 6 et 6A, ce doseur prend un châssis vertical 38 supporté par la platine 12 et consistant en un corps ou bloc 39 surplombant la portion marginale encochée du convoyeur à table tournante 14.
Le bloc 39 présente un passage d'admission 40 en communication avec un passage 41 formé dans l'accouplement 27 conduisant la matière plastique depuis le transporteur P.
Sur l'extrémité supérieure du châssis 38 sont montés séparément l'un de l'autre des paliers 42 pour permettre le passage d'un arbre oscillant 43, sur lequel est fixé un balancier 44. Le balancier présente des bras opposés, le bras de balancier arrière 45 et le bras de balancier avant 46.
Le balancier 44 est disposé entre les paliers 42 et au-dessus du bloc 38. Une plaque de guidage 47 est montée dans le châssis 38 à une certaine distance verticale du bloc 39.
Un plongeur-doseur 48 à mouvement alternatif vertical traverse la plaque de guidage et un orifice traversant le bloc 39. Dans son mouvement vers le bas le plongeurdoseur rencontre et traverse l'extrémité de sortie du passage d'admission 40. L'extrémité supérieure du plongeur-doseur 48 est réunie par une bielle 49 au bras de balancier 45.
Comme on le voit sur les figures 6 et 6A, un passage d'évacuation pratiquement horizontal 50 est pratiqué dans le corps ou bloc 39 et situé dans un plan différent, ou à un niveau situé juste au-dessous du passage d'admission 40, en communication avec l'orifice dans lequel s'étend le plongeur-doseur 48. L'extrémité d'entrée du passage d'évacuation et l'extrémité de sortie du passage d'admission sont sur les côtés opposés de l'orifice que traverse le plongeur-doseur. Le passage d'évacuation 50 est dirigé vers l'avant et incliné vers le bas, son extrémité de sortie se terminant sur la face interne ou la surface verticale du bloc 39.
Comme on le voit sur les figures 6 et 6A, une soupape de contrôle pouvant s'enfoncer vers le bas 51 est montée coulissante dans le bloc 39, en alignement avec le plongeur-doseur 48 et au-dessous du passage d'admission 40.
La soupape de contrôle normalement est repoussée vers le haut par un ressort de compression 52 de façon à rencontrer et à fermer l'entrée du passage d'évacuation 50, cette action de fermeture se produisant quand le plongeur-doseur 48 est en position haute comme représenté à la figure 6A. De cette manière, l'écoulement de la matière plastique dans le passage d'évacuation 50 est assuré et le reflux de la matière plastique contenue dans le passage d'évacuation est empché.
Comme on le voit également aux figures 6 et 6A, un plongeur-débiteur 53 est prévu, étant monté de façon à avoir un mouvement alternatif vertical le long de la face verticale voisine du bloc 39. Le mme plongeur-débiteur traverse la plaque de guidage 47 qui le supporte ainsi qu'un bloc formant pont 54, ce dernier étant fixé à la face du bloc 39 au-dessus de la sortie du passage d'évacuation 50. Par déplacement vers le bas du plongeurdébiteur, ce dernier rencontre et traverse l'extrémité de sortie du passage d'évacuation. L'extrémité supérieure du plongeur-débiteur est réunie par une bielle 55 au bras avant de balancier 46. Les portions marginales encochées du convoyeur à table rotative 14 passent au-dessous du bloc 39 en amenant successivement des capsules C audessous et en face du plongeur-débiteur 53.
Un passage d'air 56 traverse le bloc 54 et de l'air comprimé y est admis depuis une source convenable par une conduite d'alimentation 57. L'extrémité d'évacuation du passage d'air est opposée au côté extérieur du plongeur-débiteur 53 et ce dernier présente un passage d'air 58 dont l'extrémité de sortie s'ouvre vers le bas à travers l'extrémité inférieure du plongeur-débiteur. Comme on le voit sur la figure 6A, l'extrémité d'entrée du passage d'air 58 est mise en communication avec le passage d'air 56 quand le plongeurdébiteur approche et atteint la limite de son déplacement vers le bas.
Comme on le voit sur la figure 5, un bras de levier 59 est fixé à l'extrémité de l'arbre oscillant 43. Ce bras de levier est réuni par une bielle 60 à une roue manivelle 61 qui, quand elle tourne, détermine le mouvement du balancier 44 et le mouvement alternatif alterné du plongeurdoseur 48 et du plongeur-débiteur 53. Dans le mode de réalisation considéré, la roue manivelle 61 tourne en synchronisme avec le mouvement de rotation du convoyeur à table tournante 14, de sorte que le fonctionnement des plongeurs doseur et débiteur intervient aux moments voulus pour que les charges mesurées individuelles de matière plastique chauffée soient déposées dans les capsules successives.
En fonctionnement, le doseur M fonctionne de la façon suivante: la vis d'extrusion 26 amène de la matière thermoplastique fondue, moulable par ramollissement thermique dans le passage d'admission 40 à une vitesse maintenant le passage rempli de matière. Comme représenté à la figure 6, le plongeur-doseur 48 dans sa course descendante croise l'extrémité de sortie du passage d'admission et repousse donc vers le bas une quantité prédéterminée de la matière plastique dans le passage d'évacuation 50, la soupape de contrôle 51 reculant et ce déplacement vers le bas autorise le passage de la matière.
La soupape de contrôle aide également au transfert de la matière au passage d'évacuation. Ce refoulement de la matière dans le passage d'évacuation détermine le refoulement d'une dose semblable de la matière L hors de l'extrémité de sortie du passage d'évacuation et audessous du plongeur-débiteur 53, alors en position haute.
La dose L a la forme d'un globule de matière plastique chauffée. I1 est bien entendu naturellement que le diamètre du passage d'admission, le diamètre de l'orifice du bloc 39 que traverse le plongeur-doseur (et le diamètre du plongeur correspondant) et le diamètre du passage d'évacuation sont sélectionnés de façon à fournir une dose L de la quantité prédéterminée désirée.
Quand, comme représenté à la figure 6A, le plongeurdoseur 48 est rétracté ou déplacé vers le haut, le ressort 52 repousse la soupape de contrôle 51 qui vient fermer l'extrémité d'entrée du passage 50, en empchant ainsi toute réaction ou mouvement de reflux de la matière dans le passage d'évacuation ou la perturbation ou la réduction de la dose de la matière extrudée L. Quand la rétraction vers le haut du plongeur-doseur 48 se produit, la course alternée vers le bas du plongeur-débiteur 53 intervient.
Le mouvement vers le bas du plongeur-débiteur découpe la dose extrudée L de la matière plastique chauffée située sur le côté où la surface du bloc 39 et amène cette dernière vers une capsule C que le convoyeur 14 a amenée en alignement au-dessous du plongeur-débiteur. Quand ce dernier atteint la limite inférieure de sa course, le passage d'air 58 est mis en communication avec le passage d'air 56 du bloc 54, de sorte qu'un jet d'air comprimé est envoyé par le passage d'air et agit pour séparer la dose L du plongeur-débiteur pour la faire tomber dans la capsule située au-dessous (voir figure 6A). Ces opérations de mesure et de débit de matière plastique sont répétées aux moments voulus de façon à coïncider avec l'arrivée des capsules successives C, à mesure qu'elles sont amenées par le convoyeur 14 au dispositif-doseur M.
En vue d'éviter le refroidissement ou la prise prématurée des doses L de matière plastique chauffée débitées dans les capsules C, avant de les soumettre aux opérations de moulage et de mise en forme dans le dispositif S, auquel les capsules chargées sont amenées depuis le doseur M, des moyens sont prévus en association avec le convoyeur 14 pour préchauffer les capsules C portées par ce dernier à une température élevée, de préférence d'environ 1600C. Ces moyens de préchauffage de capsules (voir figure 1) sont situés depuis un point voisin du couloir de chargement de capsules 21 jusqu'à un point voisin du doseur M et ils sont disposés au-dessus des portions marginales encochées du convoyeur et des capsules portées par ce dernier.
Ces moyens de préchauffage de capsules sont pratiquement les mmes que ceux décrits ci-dessus à propos du transporteur P de la matière plastique, et comprennent une chambre d'air 28' à travers laquelle passent les capsules convoyées C. Cette chambre 28'reçoit de l'ais chauffé par des résistances électriques 34' disposées en liaison avec des ttes de réception d'air 31' réunies à un collecteur de débit d'air 32'. De l'air est amené au collecteur 32' par un conduit 33' équipé de moyens convenables, tels qu'un ventilateur (non représenté). Ces moyens de préchauffage de capsules sont fixes et montés sur la platine 12 par des équerres ou des colonnes 62.
Si l'on se réfère maintenant aux moyens de moulage et de mise en forme du joint d'étanchéité (voir plus particulièrement figures 7, 8, 9 et 10), ces derniers comprennent une tourelle rotative 70 montée sur la platine de la machine, en bordure de la portion marginale encochée du convoyeur rotatif 14. La tourelle 70 porte plusieurs plongeurs de moulage à mouvement alternatif 71 répartis circonférentiellement autour de la tourelle à des intervalles correspondant à ceux des encoches de transport de capsules 19 du convoyeur 14. Un arbre vertical pivotant 72 maintenu stationnaire supporte rotativement la tourelle 70 qui est elle-mme supportée par la platine 12 par un piédestal 73 monté sur cette dernière.
La tourelle 70 comporte une enclume annulaire faisant une saillie latérale 74 située au-dessous des capsules C amenées au dispositif de moulage et de mise en forme S par le convoyeur 14, de façon à former un appui et un support aux capsules C soumises à l'action de moulage et de mise en forme des joints d'étanchéité par les plongeurs de moulage 71.
A l'extrémité inférieure de la tourelle 70 est fixé, par exemple par des goupilles ou des clefs 75, un engrenage d'entraînement 76, qui non seulement fait tourner la tourelle, mais encore engrène et entraîne l'engrenage d'entraînement 16 grâce auquel le convoyeur 14 est mis en rotation synchronisée avec la tourelle. A l'engrenage d'entraînement 76 est également claveté un engrenage à vis sans fin 77, faisant partie d'un système de transmission d'énergie qui sera décrit plus loin et grâce auquel la tourelle et le convoyeur sont actionnés conjointement.
Les plongeurs de moulage 71 sont supportés coulissants par et autour de la tourelle 70 de façon à prendre un mouvement alternatif par rapport à celle-ci. Les plongeurs de moulage 71 présentent à leur extrémité inférieure des ttes de moulage 78, la tourelle 70 présentant un renfoncement annulaire 79 au-dessus du rebord en enclume 74 de façon à laisser la place à ces ttes de moulage et à leur déplacement quand les plongeurs de moulage sont en action. Les moyens pour déterminer le fonctionnement synchronisé c'est-à-dire la course vers le bas des plongeurs de moulage 71 comprennent une came circulaire fixe montée sur l'arbre de pivotement 72 et agissant par pression.
La came de pression 80 présente une jupe 81 constituant la partie élevée de la came sur une distance notable de sa circonférence, de façon à provoquer, à l'instant voulu, les courses vers le bas des plongeurs de moulage et le séjour des plongeurs de moulage déplacés vers le bas en contact avec la matière thermoplastique située dans les capsules chargées C pendant un temps suffisant pour assurer le durcissement du joint d'étanchéité moulé. La partie élevée de la jupe de came 81 se termine en une partie basse 82. En liaison avec l'extrémité supérieure de chaque plongeur de moulage 71 est monté un galet 83 au contact des jupes de came de la came de pression 81.
Sur l'arbre de pivotement 72 est également fixée une came de rétraction 84 présentant une partie verticale élevée 85 opposée à la partie basse 82 de la came de pression 80 à une certaine distance de celle-ci, et une partie basse de jupe de came 86 opposée à la partie haute de jupe de came 81 de la came de pression 80 et à une certaine distance de celle-ci. Egalement, en liaison avec l'extrémité supérieure de chaque plongeur de moulage 71, est monté un galet décalé 87 au contact des jupes de came de la came de rétraction 84 de façon à déterminer à l'instant voulu les courses de retour vers le haut des plongeurs de moulage 71.
Les ttes de moulage 78 des plongeurs de moulage 71 comprennent chacune un poinçon axial 88 de section circulaire à la portion inférieure extrme du plongeur.
A la partie supérieure extrme du poinçon 88 est fixé un collier annulaire 89. Concentriquement au poinçon 88 est monté un manchon mobile axialement 90, dont la surface extérieure est évasée vers l'intérieur de façon à donner naissance à une portion en lame de couteau 91 à son fond.
Cette portion en lame de couteau 91 est prévue pour pénétrer dans -une capsule, destinée à recevoir un joint d'étanchéité à l'intérieur et autour de ses parois latérales, et dans cette capsule elle sert à empcher la matière plastique subissant une opération de moulage et de joint de venir au contact des parois latérales de la capsule en obstruant les épaulements ou les saillies ondulées grâce auxquelles la capsule est pincée sur l'embouchure d'une bouteille ou d'un pot. L'extrémité supérieure du manchon 90 présente un rebord ou épaulement annulaire externe 92 et bien que mobile axialement il est supporté et empché de s'échapper vers l'extérieur depuis sa position assemblée normale dans la tte de moulage 78 par des étriers 93 fixés au collier 89 et présentant des saillies angulaires d'arrt 94 situées au-dessous du rebord ou épaulement 92.
Le manchon 90 dépasse normalement vers le bas de l'extrémité libre du poinçon 88 sous l'action d'un ressort de compression 95 disposé entre son extrémité supérieure à rebord et le collier 89, pouvant tre renfoncé vers le haut en opposition à la poussée de ce ressort quand il vient au contact d'une capsule C subissant une opération de mise en place de joint. Une matrice 96 de formation de coussinet d'étanchéité, de forme tubulaire, est montée coulissant axialement sur le poinçon 88 entre ce dernier et le manchon 90 et elle est munie à son extrémité supérieure d'un rebord annulaire externe 97 rencontrant le manchon 90 de façon à tre maintenue vis-à-vis d'un déplacement vers l'extérieur depuis son état normal par rapport et à l'intérieur de la tte de moulage 78.
Entre le collier 89 et la matrice 96, est disposé un second ressort de compression 98, cette matrice pouvant tre enfoncée vers le haut en opposition à la poussée de ce ressort.
Les plongeurs de moulage 71 et leurs poinçons 88 sont
équipés de moyens pour la circulation d'un réfrigérant,
par exemple de l'eau froide, de façon à faciliter le refroi
dissement et le durcissement des joints d'étanchéité de
capsules moulés et mis en forme quand la matière plas
tique est une résine thermoplastique. A cet effet les plongeurs 71 comportent des chambres internes 99 dans
chacune desquelles s'étend jusqu'au voisinage du fond du plongeur, un tube d'admission de fluide réfrigérant 100 provenant d'une embouchure d'entrée 101 traversant la paroi du plongeur. Le fluide réfrigérant est évacué de la
chambre 99 par une embouchure de sortie 102 montée de mme à travers la paroi du plongeur.
Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 8,
I'embouchure de sortie 102 d'un plongeur 71 est reliée par un tube souple 103 à l'embouchure d'entrée du plongeur adjacent, de sorte que le fluide réfrigérant peut circuler à travers tous les plongeurs, de l'un à l'autre. Supporté par un bâti 104, qui par exemple peut tre monté conjointement avec la came de pression fixe 80, ou qui peut tre monté de toute autre manière, est prévu un bassin de reprise annulaire 105 pour recevoir le fluide réfrigérant évacué des plongeurs. Un tube d'écoulement
106 évacue le fluide réfrigérant de ce bassin de reprise.
Comme la tourelle fait tourner les plongeurs, le fluide réfrigérant est débité par un tube d'alimentation 107 réuni à l'embouchure d'entrée 101 d'un premier plongeur.
Ce tube d'alimentation 107 a une forme telle qu'il tourne autour du bassin de reprise et est réuni par une articulation à rotule ou un raccord-union 108 à un tube d'alimentation 109, l'articulation à rotule ou le raccord-union étant monté au centre du châssis 104. De l'embouchure de sortie 102 du dernier plongeur part un tube d'évacuation 110 qui communique avec le bassin de reprise 105.
Le fonctionnement du dispositif de moulage et de mise en forme de joints d'étanchéité S fonctionne de la façon suivante:
Une encoche 19 transportant une capsule du convoyeur rotatif 14 vient correspondre avec un plongeur 71 de la tourelle 70 quand les diamètres du convoyeur et de la tourelle viennent en alignement entre leurs axes. Dans ces conditions, une capsule C dans l'encoche de transport 19 est disposée sur et supportée par le rebord en enclume 74 de la tourelle 70 et la partie élevée de la jupe de came 81 de la came de pression 80 rencontre le plongeur 71 et détermine sa course opératoire vers le bas.
Cette course vers le bas du plongeur 71, comme on le voit mieux sur la figure 9, amène d'abord le manchon à bord en lame de couteau 90 de la tte de moulage 78 dans la capsule au voisinage des parois latérales de celle-ci, le manchon s'enfonçant en opposition à la poussée de son ressort de compression 95 au contact de la capsule. Le manchon est ainsi disposé de façon à couvrir les parois latérales et les épaulements d'accrochage des ondulations de la capsule, en empchant le contact de la matière plastique moulée avec ces dernières.
Après cela, le poinçon 88 rencontre la quantité mesurée de matière plastique molle L contenue dans la capsule C et étale cette matière sur la surface interne du dessus de la capsule, en formant ainsi un corps de joint d'étanchéité C' adhérant à cette surface (voir figures 1 1 et lIA). Cette application avec étalement de la matière plastique par le poinçon 88 a pour effet de localiser une portion de la matière vers les parois latérales protégées par le manchon.
Il en résulte que la matière ainsi refoulée vient au contact de la matrice 96 formant un coussinet et qui s'enfonce vers le haut, de sorte que la matière pénètre sous celle-ci et la repousse vers le haut en opposition au ressort 98, ce qui a pour effe' de donner la traversée du plongeur-doseur avec un ajustage soigné, et il est fixé sur le bloc par des vis 132.
Comme on le voit aux figures 12 et 13, le bloc 122 possède un passage d'évacuation 50 en liaison avec le passage d'admission 40 et l'orifice intermédiaire 120 dans lequel se déplace le plongeur-doseur réunit ces éléments de la mme façon que dans le doseur précédemment décrit aux figures 6 et 6A. Une soupape de contrôle 51 soumise à l'action élastique d'un ressort de compression 52 est également logée dans l'orifice 120 et en relation avec le plongeur-doseur et le passage d'évacuation de la mme manière que précédemment décrit. Le plongeurdoseur est animé d'un mouvement alternatif vertical par le balancier 44 comme précédemment décrit, le balancier étant actionné par la chaîne cinématique précédemment décrite, ou bien réuni à tout autre moyen d'entraînement lui conférant un mouvement de balancier.
La différence essentielle entre le doseur M' et le doseur précédemment décrit réside dans le plongeur-débiteur et les éléments associés désignés par ensemble plongeurdébiteur, et par la référence D. L'ensemble plongeurdébiteur convient particulièrement pour la délivrance et le dosage de charges mesurées de polyéthylène, qui est très collant à la température désirée, c'est-à-dire d'environ 188 C.
L'ensemble plongeur-débiteur D comprend un élément coulissant extérieur 134 ayant la forme d'un manchon creux de configuration carrée ou à faces plates sur sa périphérie extérieure (fig. 15). L'élément coulissant 134 présente un alésage circulaire 136 sur toute sa hauteur.
I1 est monté de façon à avoir un mouvement alternatif vertical dans un guide 138 dont l'intérieur présente un orifice vertical 140 s'adaptant exactement avec la périphérie extérieure carrée de l'élément coulissant. Comme représenté aux figures 12, 13, 17 et 18, le guide 138 est fixé sur le côté du bloc 122 vers son extrémité supérieure.
Comme représenté aux figures 12, 13 et 14, la paroi latérale de l'élément coulissant t extérieur 134 présente un orifice 142 la traversant et le guide 138 présente une ouverture 144 à travers une paroi, dans cette ouverture se trouvant placé un conduit 146 lié à une source d'air comprimé (non représenté) fourni à l'état chauffé.
Comme représenté également aux figures 12 et 13, un élément coulissant intérieur 148 est disposé dans l'alésage 136 de l'élément coulissant extérieur 134, de façon à pouvoir aussi bien se déplacer par rapport à ce dernier qu'en mme temps, comme il sera décrit plus loin.
La longueur de l'élément coulissant intérieur est telle qu'il dépasse aux extrémités supérieure et inférieure de l'élément coulissant extérieur. L'extrémité supérieure de l'élément coulissant intérieur est réunie à la bielle 55,
elle-mme reliée au balancier 44. L'élément coulissant intérieur comporte une portion 150 de plus grand diamètre permettant un ajustage coulissant étroit dans l'alésage 136 de l'élément coulissant extérieur 134. La portion 150 est située dans l'élément coulissant extérieur,
de façon à coopérer avec l'orifice 142 et à agir comme une
soupape à air comme il sera décrit plus loin.
La zone
située entre l'élément coulissant extérieur et la portion de l'élément coulissant intérieur au-dessus du diamètre plus large 150 est fermée par un écrou à filetage extérieur 152 vissé dans une portion à filetage correspondant sur le
diamètre intérieur à l'extrémité supérieure de l'élément
coulissant extérieur 134. L'écrou 152 présente un orifice
central permettant le passage de l'élément coulissant
intérieur 148. L'épaisseur de paroi de l'écrou donne
naissance à un épaulement 154 situé sur le trajet de la portion 150, en constituant ainsi une butée limitant le déplacement relatif entre les éléments coulissants intérieur et extérieur à cette extrémité supérieure de l'ensemble.
Comme représenté aux figures 12, 13 et 15, l'élément coulissant intérieur présente des faces opposées plates 156 et 156' sur une portion de sa longueur 158. Un évidement annulaire 159 est ménagé entre les sections 150 et 158 en réduisant le diamètre de l'élément coulissant intérieur à cette zone intermédiaire. L'évidement 159 a une hauteur pratiquement égale au diamètre de l'orifice 142. Le reste de la longueur de l'élément coulissant intérieur présente un diamètre réduit sur une section 160, qui se termine en une section 162, de diamètre encore plus réduit.
L'extrémité terminale 164 de la section 162 (fig. 16) est conique. La section 160 présente des plats sur les faces opposées, comme les plats de la section 154. Si on le désire, la section 160 peut tre cylindrique sur toute sa longueur, mais d'un diamètre réduit pour permettre un jeu suffisant pour le passage d'air entre ses côtés, et un plongeur-débiteur ou organe éjecteur 166 qui l'entoure.
Comme il sera décrit plus loin la section 162 et son extrémité terminale 164 jouent le rôle de soupape à aiguille.
L'extrémité inférieure de l'élément coulissant extérieur 134 porte le plongeur-débiteur ou organe éjecteur 166 comportant un alésage central 168 dans lequel l'élément coulissant intérieur, où les sections de ce dernier à diamètre réduit 160 et 162 sont reçues de façon à coulisser.
Comme représenté aux figures 12, 13, 14, 17 et 18, 1'éjec- teur 166 présente à son extrémité supérieure une portion filetée extérieurement 170, située immédiatement audessus d'un rebord 172. L'éjecteur est vissé de façon correspondante dans l'extrémité inférieure de l'élément coulissant extérieur 134, le filetage étant limité quand le rebord 172 bute contre l'extrémité de l'élément coulissant.
Ainsi, l'éjecteur 166 est un prolongement de l'élément coulissant extérieur 134. En raison des diamètres intérieurs différents désirés, l'élément coulissant extérieur et son prolongement sont faits en deux parties séparées et fixées l'une à l'autre.
Comme on le voit mieux sur la figure 16, l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166 présente une paroi amincie et s effilant en 174 pour se terminer en une paroi annulaire
176 à diamètre interne plus petit que l'alésage 168. La paroi annulaire 176 a un diamètre interne destiné à recevoir l'extrémité terminale 164 de la soupape à aiguille coulissante intérieurement avec un ajustage étroit, étanche à l'air.
Comme représenté aux figures 12, 13, 17 et 18, l'éjecteur 166 est monté mobile verticalement dans un guide inférieur 178 fixé à la face du bloc 122 vers son extrémité inférieure. Bien que les guides supérieur et inférieur 138 et 178 puissent tre fabriqués sous forme d'un élément unique, pour la facilité de la fabrication, il est préférable d'en faire des éléments séparés comme illustré, de façon à s'adapter aux différents diamètres de l'élément coulissant extérieur et de son prolongement 166. Le guide 178 possède une ouverture horizontale 180 à travers sa paroi interne en alignement avec le passage d'évacuation 50.
Le trou interne 182 du guide 178, dans lequel est reçu l'éjecteur 166 de façon coulissante, présente à son extrémité inférieure un orifice 184 de diamètre réduit. Le
diamètre interne de cet orifice est tel qu'il reçoit l'extrémité
annulaire 176 de l'éjecteur 166 avec un bon ajustage
quand la coulisse extérieure et son éjecteur sont dans la position la plus basse d'éjection comme représenté à la figure 14.
Comme représenté aux figures 17 et 18, le guide inférieur 178 est supporté sur le bloc 122 entre une paire de plaques de support 186 et 186' espacées latéralement. Ces plaques présentent des ouvertures prévues pour la mise en place dans des ouvertures alignées dans le bloc 122 d'une paire d'éléments chauffants 188 et 188'destinés à maintenir une température élevée dans la zone environnant le passage pour la matière plastique quand celle-ci est transférée d'un dispositif-doseur au point de dépôt pour l'évacuation.
Comme indiqué précédemment, l'élément coulissant intérieur 148 est monté de façon à se déplacer aussi bien avec l'élément coulissant extérieur 134 que par rapport à ce dernier. Comme on le voit sur les figures 17 et 18 le guide 138 dans lequel l'élément coulissant extérieur est monté de façon à se déplacer alternativement en direction verticale présente une paire de mâchoires disposées face à face pour maintenir momentanément l'élément coulissant extérieur tout en permettant le déplacement de l'élément coulissant intérieur par rapport à l'élément coulissant extérieur. Les mâchoires disposées face à face sont situées pratiquement au mme niveau que le conduit 146 dans le bloc 138 mais à approximativement 90" par rapport à la position du conduit d'air comprimé.
Les mâchoires comprennent chacune un manchon guide annulaire 190 disposé dans une ouverture horizontale du guide.
Dans chaque manchon, une bille 192 est logée à l'extrémité interne de façon à rencontrer la paroi de l'élément coulissant extérieur 134. La bille est pressée élastiquement contre la paroi de l'élément coulissant extérieur par un ressort 194. On peut ajuster la charge du ressort par une vis de réglage 196. La paroi de l'élément coulissant extérieur 134 présente des rainures opposées 198 destinées à coopérer avec les billes 194 soumises à l'action de ressorts.
En vue de réduire l'usure sur la zone de l'élément guide inférieur 178 au voisinage de l'orifice 184 où la paroi environnante est au contact de l'extrémité de l'éjecteur 166, une butée limite 200 est prévue éloignée de cette zone, cette butée étant constituée par l'extrémité supérieure de l'écrou 172 quand elle rencontre l'extrémité inférieure de la section 158.
On va maintenant décrire le fonctionnement de l'ensemble plongeur-débiteur D. Comme on le voit sur la figure 12, quand le plongeur-doseur 48 est descendu et a refoulé de la matière plastique hors de l'extrémité de sortie du passage d'évacuation 50, la charge de matière plastique est située dans le trou 182 du guide 178, juste en face de l'éjecteur 166. A ce moment, et l'ensembleplongeur-débiteur étant en position haute, l'extrémité 164 de l'élément coulissant intérieur est située dans l'orifice à l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166, constituant ainsi une extrémité fermée pour ce dernier.
Quand le balancier 44 déplace l'élément coulissant intérieur 148 vers le bas, l'extrémité inférieure de sa section 158 rencontre l'écrou 172 qui réunit la coulisse extérieure 134 à son prolongement 166, de sorte que l'élément coulissant extérieur et l'élément éjecteur descendent avec l'élément coulissant intérieur. I1 en résulte que la charge de matière plastique L est expulsée hors de l'orifice 184 à l'extrémité inférieure du guide 178. Quand cela se produit et que l'élément coulissant extérieur 134 s'est déplacé depuis la position représentée à la figure 17 jusqu'à celle de la figure 18, les billes 192 des mâchoires pénètrent dans les rainures 198 et maintiennent momentanément en position basse l'élément coulissant extérieur et l'élément éjecteur
166 qui lui est fixé.
En ce point du cycle et comme représenté à la figure 13, la section 150 de l'élément coulissant intérieur couvre l'orifice 142 en coupant l'alimentation en air comprimé chaud.
Quand l'élément coulissant intérieur 148 est rétracté vers la position haute par le balancier 44, les mâchoires maintiennent l'éjecteur 166 dans la position basse des figures 13 et 18 avec le guide 178 pendant une courte période avant que l'élément coulissant extérieur et l'éjecteur qui lui est fixé ne soient également rétractés en position haute. Comme représenté à la figure 14, quand l'élément coulissant intérieur 148 se relève, l'orifice 142 est découvert et aligné avec l'évidement 159 de sorte que de l'air comprimé chaud descend le long des côtés des sections 158, 160 et 162 de l'élément coulissant intérieur jusqu'à l'orifice, alors ouvert, de l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166, alors ouvert, et agit en éjectant le globule ou dose L de matière plastique de l'extrémité ouverte du guide 178.
Les plats 156 et 156' de la section 158 et les plats des côtés de la section 160 fournissent les passages de communication de l'orifice 142 à l'orifice 184 à l'extrémité du guide 178, la section 162 et son extrémité 164 coopérant avec l'ouverture à l'extrémité de l'éjecteur pour jouer le rôle d'une soupape à aiguille. Par la suite du mouvement vers le haut de l'élément coulissant intérieur 148, l'épaulement 154 constitué par l'écrou 152 vient au contact de sorte que l'élément coulissant intérieur emmène avec lui l'élément coulissant extérieur 134 et l'éjecteur qui lui est fixé. Le cycle est répété avec le mouvement alternatif alterné du plongeur-doseur 48 et de 1 'ensemble-plongeur-débiteur-D.
De la description précédente, il apparaît que la portion soupape à aiguille de l'élément coulissant intérieur coopère avec l'éjecteur pour constituer un poinçon fermé pour un plongeur-débiteur et pour découper la charge présentée à l'extrémité de sortie du passage d'évacuation 50. La portion soupape à aiguille et l'élément éjecteur coopérant ensemble expulsent la charge hors de l'orifice 184 de l'élément guide inférieur 178. L'extrémité conique semblable à une aiguille, 164, en mme temps que la configuration représentée de l'extrémité de l'élément éjecteur (174, 176) coopère avec la configuration représentée du guide entourant l'orifice 184 de façon à constituer un bord mince angulaire ou en biseau, à l'emplacement du découpage, rendant ce dernier beaucoup plus aisé et facilitant la séparation de la charge d'avec le guide au moyen du courant d'air chauffé.
La zone laissée au courant d'air pour séparer la charge de la paroi entourant l'orifice 184 est très mince et relativement petite. I1 en résulte que bien que la matière plastique soit très collante, cette disposition permet le débit rapide de doses et son découpage ou sa séparation rapide du doseur ou distributeur.