Brevet FR2101089A1 — publié le 19720331

L'invention concerne les procédés et les dispositifs pour le formage de produits profilés en matière devenant plastique à chaud, c'est-à-dire en matière se ramollissant par chauffage, telle que le verre, les métaux et Dsmatières plastiques. On connaît un procédé et un dispositif pour le formage de produits profilés à partir d'une bande de verre amené à l'état plastique, dans lesquels le formage des produits s'effectue par tirage de la bande à travers des éléments formeurs fixes, qui donnent à la bande une configuration en U. Lors du formage de produits par ce procédé quand la bande de verre se déplace à des vitesses élevées, elle commence à se déchirer; par suite, la vitesse - de tirage de la bande de verre et, par conséquent, le débit de l'installation, sont fortement restreints. La vitesse de déplacement relativement faible de la bande de verre ne permet pas d'appliquer ce procédé connu au formage de produits profilés en verre ayant une courte durée de durcissement, tels que les verres susceptibles de se cris talliser pour donner une matière vitro-cristalline. En outre, le frottement continu de la bande de verre tirée contre les surfaces actives des éléments formeurs provoque leur usure intense, ce qui se répercute sur les dimensions du produit formé en altérant sa qualité. Le but de l'invention est de supprimer les inconvdnients susmentionnés, en proposant un procédé de formage de produits profilés en matière devenant plastique à chaud, et notamment en verre, dans lequel les éléments formeurs contribueraient à l'avance de la bande pendant le formage du produit, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé dans lequel les éléments formeurs seraient montés de telle façon qu'ils assurent le formage continu de produits de bonne qualité sans application d'effort de tirage sur la bande, la- quelle se déplacerait à vitesse élevée, ce qui permettrait de manière corollaire de former des produits en verre à durée de durcissement courte. À cet effet et selon une caractéristique essentiel le de l'invention, le formage de produits profilés en matière devenant plastique à chaud, et notamment en verre, par roulage ou pliage d'une bande défilant en continu et se trouvant à l'état plastique, est caractérisé par le déplacement simultané des éléments formeurs d'une part à la rencontre l'un de l'autre et d'autre part dans le sens de déplacement de la bande sur un pas d'avance, après quoi lesdits éléments sont écartés et ramenés à leur position initiale pour assurer lors du pas d'avance consécutif le formage de la portion suivantedu produit. Pour former des produits à profil fermé, on utilise un mandrin se déplaçant solidairement avec les éléments formeurs dans leur mouvement rectiligne alternatif le long de la bande. Le dispositif conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du procédé proposé, est essentiellement caractérisé en ce que chaque élément formeur est fixé sur une pièce coopérant avec des coulisseaux montés mobiles sur au moins une tige solidaire du bâti et sur laquelle est en outre monté un élément reniant cinématiquement la pièce portant l'élément formeur au système d'actionnement pour assurer ses déplacements en long et en travers par rapport à l'axe de la bande. Dans le cas du formage de produits à profil fermé ce dispositif comporte un mandrin solidaire de l'élément assurant la liaison cinématique entre la pièce portant les éléments formeurs et le système d'actionnement. La pièce coopérant avec les coulisseaux peut être une table, en forme de U dont les ailes sont percées de trous pour la mise en place des coulisseaux, et dont l'âme comporte des rainures coopérant avec des saillies des éléments assurant la liaison cinématique des tables portant les éléments formeurs avec le système d'actionnement. Chaque élément assurant la liaison cinématique de la table portant les éléments formeurs avec le système d'actionnement peut comporter un logement dans lequel est engagée une extrémité d'un levier, dont l'autre extrémité est liée à la tige d'un mécanisme à ressort et porte un galet engageant une came montée sur l'arbre relié au système d'actionnement. I1 est avantageux que chaque table sur laquelle est fixé un élément formeur comporte à. sa partie supérieure des guides, pour sa liaison avec l'extrémité supérieure de leviers montés sur un axe auquel est fixé un autre levier dont l'extrémité coopère avec une came montée en bout de l'arbre relié au système d'actionnement. L'essentiel de l'invention consiste en ce qui suit: Le formage des produits est assuré par des actions successives au cours desquelles les éléments formeurs exécutent en permanence des mouvements rectilignes alternatifs en long et en travers par rapport à la bande plastique, laquelle défile à une vitesse constante. Grâce à ces mouvements, les éléments formeurs contribuent au déplacement de la bande au cours de son formage, ce qui supprime toute- nécessité d'appliquer à la bande des efforts de traction lors de son. passage à travers les éléments formeurs et permet son défilement à plus grande vitesse; c'est dire qu'il devient possible de former de-s produits en verre à durée de durcissement courte. Le passage sans entrave de la bande à travers les éléments formeurs supprime pratiquement le frottement entre ces galets et la bande, ce qui contribue à l'amélioration de la qualité des produit s. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement l'étape initiale du processus de formage d'un produit tubulaire; - la figure 2 illustre ce même processus au moment où commence l'enroulage de la bande; - la figure 3 illustre ce même processus au moment où les bords de la bande se joignent pour former le tube; - la figure 4 est une vue de dessus d'un dispositif pour le formage d'tm produit tubulaire; - les figures 5, 6 et 7 sont des vues en coupe du dispositif, prises selon les lignes V-Y, VI-VI et VII-VII de la figure 4 respectivement. Le procédé conforme à l'invention pour le formage de produits profilés est décrit ci-après en prenant pour exemple le formage d'un produit tubulaire à partir d'une bande de verre. La bande de verre 1 (figure 1), laminée entre des cylindres 2, arrive aux éléments formeurs 3 qui, en position initiale, sont mutuellement écartés et tous deux rapprochés des cylindres 2. Dans sa position initiale, le mandrin 4 est placé de telle façon qu'une de ses extrémités se trouve à proximité des galets calibreurs 5. Lorsque la bande progresse d'un pas d'avance (comme montré par la flèche "sur"), les éléments formeurs commencent à se rapprocher (comme montré par la flèche "b", figure 2). La bande de verre 1 à l'état plastique est en conséquence enroulée et avance d'un pas, en même temps que les éléments formeurs 3 et le mandrin 4. Ensuite, les éléments formeurs 3 s'écartent et reviennent à leur position initiale pour le prochain pas d'avance au cours duquel les éléments formeurs 3 se rapprochent à nouveau et commencent le formage de la portion suivante du produit tubulaire. La bande de verre 1 continue à défiler à vitesse constante (comme montré par la flèche "a"); à la sortie des éléments formeurs 3, les bords de la bande se joignent en formant le produit tubulaire 6 (figure 3). Par répétition des actions décrites plus haut,labnde 1 donc transformée continuellement en un produit tubulaire qui est ensuite calibré par les galets 5. Par le procédé proposé, on peut former des produits profilés à profil non fermé, par exemple en forme d'auge, de U, de L, etc... Dans ce cas le mandrin peut être omis. Le dispositif proposé pour la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut , notamment pour le formage d'un tube se compose: d'un bâti 7 (figures 4 à 6) sur lequel sont fixées à l'aide de montants 8 des tiges-glissières 9 (figures 5 et 6) portant des coulisseaux 10; de deux tables 11, ayant la forme d'un U dont les ailes comportent des trous 12 pour la mise en place des coulisseaux 10; de deux traverses 13 dont chacune est montée sur la partie médiane des tiges 9 et comporte des saillies 14 s'engageant dans des rainures 15 ménagées sous les tables il; et de deux éléments formeurs 7, chacun constitué par une pièce en tôle 16 (figure 6) s'enroulant progressivement pour passer de la forme plate d'un côté jusqu'à une forme tubulaire de même rayon que le produit de l'autre côté, lesdits éléments étant solidaires des tables 11. Les traverses 13 présentent des encoches 17 dans lesquelles s'engagent librement les extrémités supérieures de leviers 18 montés sur des axes 19; les extrémités inférieures de ces leviers 18 pourvues de galets 20 sont accouplées par des tiges 21 à des mécanismes à ressort 22. Le bâti 7 supporte par l'intermédiaire de paliers 23, un arbre transversal 24 qui est accouplé au moyen d'une roue dentée 25 et d'une chaste à un système d'actionnement (non représenté). L'arbre 24 porte des canes 26, dont la surface active périphérique engage en permanence les galets 20. Aux extrémités de l'arbre 24 sont montées d'autres cames 27, dont la surface active frontale engage elle aussi en permanence des galets 28 portés par des leviers 29 calés sur la partie médiane d'arbres longitudinaux 30. Aux extrémités de ces arbres 30 sont montés des leviers 31 portant des galets 32 engagés dans des rainures constituées par des nervures 33 des tables 11, faisant office de guides. Les extrémités opposées des leviers 31 soit accou plées par des tiges 34 à des mécanismes à ressort 35. Sur les traverses 13 est montée à l'aide de supports 36 une tige tubulaire 37 soutenant un porte-mandrin 38 auquel est rigidement fixé un mandrin 4 refroidi par eau. Du côté de l'entrée des éléments formeurs 16 et de part et d'autre de ces éléments sont montés des mécanismes 39 pour le cisaillage des bords de la bande plastique laminée, la quelle est soutenue par dessous par un cylindre moteur 40. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante: Quand l'arbre 24 (figures 5 et 6) tourne, les cames 26, agissent sur les galets 20 des leviers 18 qu'elles font osciller autour des axes 19 d'un petit angle correspondant au pas d'avance des éléments formeurs 3. Sous l'effet de cette oscillation des leviers 18, les éléments formeurs exécutent un mouvement vers l'avant, dans le sens de la flèche "a" (figure 4), à une vitesse égale à la vitesse de défilement de la bande. Simultanément, les cames 27 agissent sur les leviers 29 calés sur l'arbre 30, qui est donc entraîné en rotation. Les leviers 51, calés sur les extrémités de l'arbre 30, repoussent transversalement les tables 11 par l'intermédiaire du galet 32 monté à leur extrémité supérieure; lesbmes11 glissent sur les coulisseaux 10 et se déplacent vers l'axe longitudinal du dispositif, ou autrement dit se rapprochent, en entraidant les éléments formeurs 3. L'arbre 24 continuant sa rotation uniforme, les mécanismes à ressort 35 agissant sur les extrémités inférieures des leviers 29 et 31, ramènent les tables 11, et donc les éléments formeurs 3, à leur position initiale. Le profil des cames 26 et 27 est réalisé de façon qu'elles engendrent un mous ssat irrégulier lorsqu'elles tournent à une vitesse constante, ce qui assure le retour des éléments formeurs 3 à leur position initiale à une vitesses dépassant notablement celle de défilement de la bande. Au cours du formage du produit, le mandrin 4 exécute solidairement avec les éléments formeurs 3 le même mouvement rectiligne alternatif, rigoureusement dans l'axe du produit formé. La mobilité du mandrin 4 cré des conditions favorables pour réduire le frottement de la surface intérieure du produit formé contre sa surface active. Les galets 5 calibrent le produit formé et, simultanément, aident le produit à glisser sur le mandrin. La description ci-dessus montre bien que le procédé et le dispositif objets de l'invention permettent de former un produit ayant pratiquement n'importe quel profil, aussi bien en forme de tube que non fermé et par exemple en U, en auge ou autre, en une quelconque matière devenant plastique à chaud. L'utilisation de l'invention permet le formage à grand rendement de produits profilés de bonne qualité, et acquiert une valeur particulière quand on l'applique au formage des produits en verre susceptibles de se cristalliser, c1est-à-dire pour obtenir des produits vitro-cristallins. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le formage de produits profilés en verre ou autre matière devenant plastique à chaud, par roulage ou pliage d'une bande défilant en continu et se trouvant à l'état plastique à l'aide d'éléments formeurs, caractérisé en ce que le formage du produit s'effectue par déplacement simultané des éléments formeurs (3) d'une part à la rencontre l'un de l'autre et d'autre part dans le sens de déplacement de la bande (1) sur un pas d'avance, après quoi les éléments formeurs (3) sont écartés et ramenés à leur position initiale pour assurer lors du pas d'avance consécutif le formage de la portion suivante du produit (6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour formage des produits à profil fermé, on utilise un mandrin (4) se déplaçant solidairement avec les éléments formeurs (3) dans leur mouvement rectiligne alternatif le long de la bande (1). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, ou la reveic..ication 2, comportant des cylindres pour le laminage de la bande et des éléments formeurs, caractérisé en ce que chaque élément formeur (3) est fixé sur une pièce (11) qui coopère avec des coulisseaux (10) montés mobiles sur au moins une tige (9) solidaire du bâti (7) sur laquelle est en outre monté un élément (13) qui relie cinématiquement la pièce(11) portant les éléments formeurs à un système d'actionnement, pour assurer ses déplacements en long et en travers par rapport à l'axe de la bande (i). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractéri sé en ce que, nour le formage de produits à profil ferméeil comporte un mandrin (4) solidaire de l'élément (13) assurant liaison cinématique de la pièce (11) avec le système nement. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la rt- vendication 4, caractérisé en ce que la pièce coopérant avec les coulisseaux (10) est une table (11) en forme de U dont les ailes sont percées de trous pour la mise en place des coulisSeaux (10) et dont l'âme comporte des rainures (15) coopérant avec des saillies (14) des éléments (13). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément (13)- comporte un logement dans lequel s'engage une extrémité d'un levier (18), dont l'autre extrémité est liée à la tige (21) d'un mécanisme à ressort (22) et porte un galet (20) engageant une came (26) calée sur un arbre (24) relié au système d'actionnement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 5 et 6, caractérisé en ce que chaque table (ici) comporte à sa partie supérieure des guides (77) pour sa liaison avec l'extrémité supérieure de leviers (31) solidaires d'un arbre (30), sur lequel est calé un levier (29) dont l'extrémité coopère avec une came (27 ) montée en bout de l'arbre (24).