Brevet FR2126064A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour enlever des masselottes et des bavures sur des pièces moulées en matière synthétique et en caoutchouc. Dans la fabrication de pièces moulées en matière synthétique et en caoutchouc par moulage par injection ou par compression, les pièces comportent après la sortie du moule des saillies qui existent du fait que les moules de coulée par injection ou par compression se composent toujours de plusieurs parties et présentent des ingégalités, produites par la fabrication aux endroits où les moules sont assemblés. Les bavures formées de cette manière doivent titre enlevées avant l'utilisation des pièces moulées. Pour rationnaliser le processus de fabrication, de petites pièces qui sont fabriquées par un procédé de coulée par injection, par exemple à partir de matières thermoplastiques, telles que, par exemple, des boutons-poussoirs, sont coulées, non pas individividuellement, mais en groupes. Les parties reliant les différentes pièces, qui sont dans la plupart des cas très minces et assez plates et que l'on appelle des masselottes, doivent également Outre enlevées avant l'utilisation des pièces moulées, de même que les bavures de coulée mention- nées plus haut. Pour enlever les bavures de coulée par injection ou par compression, un procédé connu (Oryogénios & 'n- dustrial Gases, Juin t969, pages 60 à 63) consiste à faire tourner des pièces moulées, à froid, dans des tambours entraînés en rotation autour d'un axe horizontal, de façon à éliminer les basures par frottement des pièces l'une contre l'autre et contre la paroi du tambour. L'utilisation du froid dans le procédé connu sert à augmenter la fragilité des particules, ce qui facilite leur enlèvement par usure.Ce procédé au tambour convient parfaitement bien pour éliminer des bavures qui sont situées sur les cotés extérieurs de pièces mais il ne permet pas d'enlever les masselottes se trouvant entre plusieurs petites pièces car ces masselottes ne sont pas soumises à une usure au cours du processus de frottement se déroulant dans le tambour. Pour éliminer la masselotte se trouvant entre plusieurs pièces, on utilise fréquemment un procédé suivant lequel les pièces coulées sont libérées de la masselotte sur une bande sans fin se déplaçant vers le haut avec une forte inclinaison, d'une part par le mouvement de chute et de roulement des pièces, et d'autre part par un sablage simultané avec de la grenaille d'acier. Alors que le premier procédé ne convient pas pour enlever la masselotte se trouvant entre de petites pièces, le second procédé présente l'inconvénient que le sablage à la grenaille d'acier nécessite non seulement des appareils qui sont soumis à des sollicitations mécaniques extrOmement fortes, mais implique la génération de poussièresqui ont un effet très perturbateur. En outre, on doit effectuer dans des appareils spéciaux une séparation de la grenaille d'acier et des particules enlevées afin que la grenaille puisse ttre réutilisée. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés connus et de fournir un procédé qui permet d'une manière simple d'enlever aussi bien les bavures de coulée par injection ou par compression que les masselotte. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on place les pièces moulées comportant dès masselottes et des bavures dans un agitateur qui désagrège les masselottes et les bavures, les pièces étant brassées par l'agitateur en vue de parfaire l'enlèvement des bavures encore subsistantes. Pour la mise en pratique du procédé de l'invention, on peut utiliser des agitateurs de type approprié (par exemple des agitateurs à grilles, à armatures ou à poutres), tels que ceux utilisés pour-effectuer l'agitation de liquides ou de matières pâteuses. Des dispositifs d'agitation ne comportant qu'un seul élément agitateur conviennent moins pour le procédé de l'invention car ils n'offrent pas la possibilité d'exercer des forces de compression ou de flexion sur les pièces de forme. Lorsque le dispositif d'agitation comprend par exemple un agitateur à doigts unique et lorsqu'il est prévu, dans la cuve du dispositif agitateur, une tige fixe à travers laquelle les doigts de l'agitateur peuvent glisser, il est possible d'obtenir également une désagrégation des masselottes des pièces. Il s'est avéré particulièrement approprié d'utiliser des dispositifs agitateurs comportant deux ou plusieurs éléments agitateurs qui sont disposés de telle manière que les surfaces circulaires balayées par les éléments agitateurs tournants se coupent et que les sens de rotation de deux éléments agitateurs par exemple soient orientés dans des directions oppo sées, de sorte que les deux éléments agitateurs brassent les produits à agiter dans des directions opposées. Avec la disposition décrite plus haut, les produits à traiter, à savoir des pièces de forme en matière synthétique ou en caoutchouc comportant des bavures en saillie ou des masselottes assez grosses situées entre les pièces, sont déplacées les unes contre les autres et contre des obstacles, par les mouvements opposés des ailettes d'agitation et par le mouvement relatif des ailettes d'agitation par rapport aux dits obstacles. Il se produit alors dans les pièces des contraintes i=égulières de compression et de flexion qui provoquent une rupture de la matière dans les zones ou les pièces présentent la plus faible résistance, c 'est-à-dire dans les zones de contact entre les pièces proprement dites et les masselottes.Avec le procédé de l'invention, les parties d'abord grossièrement désagrégées sont broyées de plus en plus finement par frottement mutuel. Les pièces moulées ne sont pas désagrégées par l'agitateur. On obtient un avantage essentiel en prévoyant que les écartements minimaux obtenus lors du mouvement relatif des palettes d'agitation les unes par rapport aux autres ou bien lors du mouvement relatif d'une palette d'agitation par rapport à des obstacles fixes sont plus grandes que les dimensions maximales des pièces car il pourrait se produire autrement, par coincement des pièces moulées en fonction de la résistance de ces pitces et des palles de l'agitateur, soit un broyage des pièces àou1#es soit dans le cas le plus défavorable un endomma gemen > du mécanisme de l'agitateur. Du fait des mesures indiquées plus haut, il se produit, après la désagrégation des masselottes assez grosses, au cours du fonctionnement ultérieur de l'agitateur, un mouvement de brassage des pièces les unes contre les autres qui provoque, au bout d'une assez courte période de marche, une usure ou une cassure des bavures encore existantes. Pour cette raison, le procédé suivant l'invention peut également servir à l'ébavurage de pièces qui n'ont pas été fabriquées par un procédé de coulée par inJection et qui ne comportent par conséquent aucune masselotte, mais qui doivent seulement être libérées des bavures de coulée. Le mouvement de brassage et de frottement des particules les unes contre les autres est bien plus intense que dans les procédés connus faisant intervenir des tambours, de sorte que le procédé suivant l'invention peut être appliqué à toutes les pièces qui doivent entre libérées de masselottes et/ou de bavures de coulée, ce qui confère au procédé de l'invention une très grande souplesse d'application. Le procédé peut être appliqué à la température ambiante à des pièces moulées constituées en matière diverses, par exemple de résines duroplastes, qui présentent déjà à la température ambiante une dureté et une fragilité suffisantes pour pouvoir Outre soumises au procédé d'usure et de désagrégation. Dans de nombreux cas, notamment lors de la mise en oeuvre de matières thermoplastiques utilisées de préférence pour la fabrication de petites pièces, il est recommandé d'appliquer le procédé suivant l'invention avec refroidissement, par exemple en dessous de 0 et jusqu'à une température inférieure à celle de l'azote liquide. MUme dans le groupe des matières thermoplastiques, il existe de grandes différences en ce qui concerne la fragilité aux basses températures. Alors que des pièces en chlorure de polyvinyle peuvent être traitées suivant les circonstances encore à la température ambiante, il est très souvent nécessaire d'opérer à une température de -180oC pour des pièces en polyéthylène, qui ne devient suffisamment cassant qu'à de très basses températures. Pour la mise en pratique du procédé de l'invention avec refroidissement, il suffit de munir le récipiant ou cuve du dispositif agitateur d'une enveloppe isolante appropriée et de prévoir une disposition qui permette d'introduire dans le récipient de l'agitateur, en cours de marche, un fluide réfrigérant, par exemple de la neige carbonique ou bien de l'azote liquide ou gazeux. L'introduction du fluide réfrigérant s'effectue avantageusement autant que possible à proximité du fond de la cuve de l'agitateur, afin que le fluide réfrigérant puisse remplir la totalité du volume du récipient à partir du bas en progressant vers le haut. Dans de petites installations de ce type, il suffit de prévoir l'introduction d'un fluide réfrigérant et de faire décharger le fluide devenu chaud simplement dans l'atmosphère, auquel cas on prévoit à la partie supérieure du récipient, un orifice et un conduit qui relient le volume de travail à l'air libre. Dans des installations plus grosses, la consommation en fluide réfrigérant peut devenir suffisamment grande, notamment en marche continue, pour qu'il soit avantageux de récupérer les frigories dans un circuit de gaz froid. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'orifice de décharge du fluide réfrigérant chauffé et l'orifice d'entrée du fluide réfrigérant chauffé et l'orifice d'entrée du fluide réfrigérant froid sont reliés entre eux par un conduit. Le circuit ainsi formé est pourvu d'un ventilateur, et il contient en outre un dispositif qui permet d'introduire du fluide réfrigérant frais, le cas échéant sous une forme liquide, dans le courant de gaz déjà en circulation, le mélange ainsi obtenu étant réintroduit à la partie inférieure du récipient de l'agitateur. De cette manière, on obtient un circuit de fluide réfrigérant qui permet d'utiliser les frigories résiduaZes contenues dans le fluide réfrigérant0 En cas de besoin, on peut également brancher dans le circuit de gaz froid également un filtre à poussières. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux du circuit de l'invention, le fluide ré frigérant chauffé est placé dans une position d'échange de chaleur avec le gaz en circulation, aussitôt après sa sortie de la cuve de l'agitateur et en arrière du ventilateur, ce qui permet d'introduire dans le ventilateur un gaz plus chaud et par consé- quent de le faire fonctionner à plus haute température, ce qui augmente la sécurité de marche. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la quantité de fluide réfrigérant introduit dans la cuve de l'agitateur peut être réglée en fonction de la température régnant à un niveau déterminé de la cuve. Cela est avan tageus notamment dans des installations qui ne sont pas équipées d'un circuit de fluide réfrigérant et il est possible ainsi d'économiser du fluide réfrigérant, car ce fluide, comme indiqué plus haut, est introduit de préférence au fond de la cuve et se propage vers le haut en remplissant complètement le volume de la cuve afin de s'échauffer au contact du produit à traiter.Cet échauffement est évidemment d'autant plus faible que le produit a été plus refroidi, de sorte que, en mesurant la température dans la zone de décharge, on peut parfaitement déterminer si le produit a déjà atteint la température désirée et si l'introduction de fluide réfrigérant peut être réduite à une valeur qui ne correspond qu'à la compensation de la chaleur extérieure introduite et de la chaleur produite par frottement au cours de l'opération. La description ci-après et les dessins an nexés se rapportent à des exemples de réalisation de l'invention dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en plan avec coupe d'une cuve d'agitateur comportant deux éléments d'agitation, - la figure 2 est une vue latérale en coupe de la cuve de l'agitateur, - la figure 3 représente un récipient d'agitateur similaire à celui de la figure 2 et comportant un conduit de circulation de fluide réfrigérant. Sur la figure 1, on a désigne par une cuve d'un dispositif agitateur dans lequel sont prévus eux éléments agitateurs 2 et 3. Les deux axes des éléments agitateurs 2 et3 sont pourvus d'engrenages 4 et 5 qui sont entraînés par 1' in- termédiaire des engrenages 6 et 7. L'arbre des engrenages 6 est relié à un moteur non représenté, par exemple un moteur électrique. Des deux éléments agitateurs 2 et 3 sont munis chacun de quatre bras d'agitation aux extrémités desquelles sont disposées des palettes d'agitation orientées verticalement. Les palettes d'agitation passent à proximité de la paroi de la cuve de façon à empêcher les accumulations de matière dans ces zones. La figure 2 représente la même disposition en vue latérale et montre que les éléments agitateurs 2 et 3 sont agencés avantageusement, suivant l'invention, en comportant des bras 8 montés à peu près en leur milieu et sur lesquels sont fixées des palettes d'agitation 9 étroites et hautes. Comme le montre la figure, les palettes d'agitation s'étendent presque jusqu'au fond de la cuve 1. Pour éviter les volumes morts, le couvercle 10 de la cuve 1 peut également être tournant, en étant entraîné par exemple par une couronne dentée, montée à llexté- rieur, et propulsée par un engrenage actionné par un moteur, afin que toute la zone marginale de la cuve 1 soit balayée par les pales d'agitation 9 par rotation lente du couvercle. Pour remplir et vider la cuve 1, il est possible d'utiliser différents moyens. Ainsi par exemple, la plaque 10 portant le mécanisme d'agitation peut être démontable dans son ensemble ; il est également possible de prévoir, dans la plaque 10, des clapets ou des trappes obturables par l'intermédiaire desquelles le produit à traiter peut être introduit. Le fond 11 de la cuve peut être amovible ou rabattable dans son ensemble et il est également possible de placer dans un évidement du fond, par exemple un mécanisme de transmission à vis sans fin, qui fait sortir de façon continue le produit traité par un orifice latéral menacé dans la cuve. Cependant, ces dispositifs mécaniques sont connus en soi et ne rentrent pas dans le cadre de l'invention. le procédé suivant l'invention est mis en pratique de manière que la cuve 1 est remplie du produit à traiter à peu près jusqu'au niveau matérialisé par la ligne en tirets A puis le mécanisme d'agitation est mis en mouvement. les plus grosses pièces comportant des masselottes sont alors brassées les unes contre las autres par le mouvement des bras et des palettes d'agitation, de sorte que les masselottes sont brisées, dans un temps assez court, en morceaux d'autant plus petits que la période de marche de l'agitateur est plus longue. Finalement il ne subsiste dans le récipient de l'agitateur que des pièces comportant de petites bavures qui peuvent être usées les unes contre les autres par le mouvement engendré par le mécanisme agitateur. Les particules plus petites se déposent avantageusement sur le fond et, dans le cas d'une décharge continue, elles peuvent être évacuées directement du fond, par exemple à l'aide de la viS sans fin précitée. Dans des installations d'agitation à marche intermittente, le processus d'agitation est poursuivi jusqu'à ce que toutes les pièces de forme aient été suffisamment ébavurées, puis la charge est extraite d'un bloc. Comme le montre la figure 2, la cuve de l'agitateur peut être munie d'un conduit 12 d'arrivée de fluide réfrigérant et d'un conduit 13 de décharge de fluide réfriérant qui peut être obturé à l'aide de vannes 14 et 15. A l'aide de ces conduits, il est possible, dans le cas de la mise en oeuvre d'une matière qui n'est pas suffisamment cassante à la température ambiante, d'établir une fragilité à froid par introduction d'un fluide réfrigérant, par exemple des gaz carboniques ou de l'azote liquide ou gazeux0 LOrsque le fluide réfrigérant est introduit à l'état liquide, il se vaporise assez rapidement après échauffement par le produit à traiter.La vapeur de fluide réfrigérant se propage rapidement sur toute la section droite de la cuve et elle monte à mesure que du fluide réfrigérant continue à être introduit, le produit à évaburer prenant Su cours du temps la température du fluide réfrigérant. Ce fluide réfrigérant est déchargé par l'intermédiaire du conduit 13. Pour pouvoir contrôler l'alimentation en fluide réfrigérant en fonction des conditions de charge de l'agitateur, il est avantageux de prévoir une sonde de mesure de température 16, à l'aide de laquelle la température à la partie supérieure de la cuve 1 peut être mesurée. I1 est également pos sible de commander automatiquement l'alimentation en fluide ré frigérant à l'aide de la valeur de mesure. La consommation en fluide réfrigérant est maximale, en cas de marche intermittentz de l'installation, peu après une introduction de produit frais, car ce produit à évaburer contient le maximum de chaleur, la cnnsommation diminuant à mesure que le produit se refroidit.En conséquence, plus la température de la zone de mesure 16 diminue plus l'alimentation en fluide réfrigérant est réduite, de sorte qu'il ne sort du conduit 13 de décharge de fluide réfrigérant que la quantité qui s'est échauffée pratiquement à la température ambiante, ce qui réduit au minimum les pertes calorifiques. En cas de marche continue, il s'établit par contre au bout d'un certain temps une consommation moyenne uniforme de fluide réfrigérant. Dans des installations qui sont utilisées fréquemment ou exclusivement avec un fluide réfrigérant, il est approprié d'entourer la cuve 1 de l'agitateur par une seconde paroi 17 et de pourvoir le volume intercalaire situé entre la paroi et la cuve 1 d'uae masse de matière isolante 18. La figure 3 représente d'une façon fortement simplifiée la cuve 1 de l'agitateur comportant les deux éléments agitateurs 2 et 3, les conduits de fluide réfrigérant 12 et 13 et les vannes 14 et 15. La figure 3 montre comment, dans des installations qui fonctionnent très fréquemment avec un fluide réfrigérant, la consolamatisn de fluide réfrigérant est réglée à une valeur optimale, de même que la température de service. Dans le conduit 13 sont prévus un échangeur de chaleur 19 et un ventilateur 20. Un conduit 21 aboutit à l'échangeur de chaleur 19 dont l'autre extrémité est reliée, par l'intermédiaire d'un conduit 22, au fond d'une cuve d'évaporation 23. Le fluide réfréné rant chauffé et déchargé par le conduit 13 est échauffé dans lté- changeur de chaleur 19, puis il est comprimé dans le ventilateur 20, puis il est à nouveau refroidi dans l'échangeur de chaleur et il est introduit finalement dans la cuve d'évaporation 23. La cuve d'évaporation 23 est reliée à un accumulateur 24 de fluide réfrigérant liquide, par exemple d'azote liquide, qui est pu\vé- risée amans la cuve d'évaporation 23 et qui est vaporisée par contact avec du fluide réfrigérant plus chaud sortant du conduit 22. Le gaz réfrigérant ainsi constitué revient par 1 'intermé- diaire du conduit 12 dans le récipient 1 de l'agitateur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décris et repré sentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres. formes de réalisation sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Procédé pour éliminer les bavures et les masselottes des pièces moulées en matière synthétique et en caoutchouc, caractérisé en ce qu'on introduit des pièces moulées comportant des masselottes et des bavures dans un dispositif agitateur qui désagrège les masselottes et les bavures, les pièces moulées étant brassées par l'agitateur en vue de parfaire l'enlèvement des bavures encore existantes. 20 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération est exécutée avec refroidisse- ment. 30 ~# Procédé suivant la revendication 2t caractérisé en ce que le refroidissement est effectué par introduction d'un fluide réfrigérant sous forme liquide ou gazeuse dans la cuve contenant le mécanisme d'agitateur. 40 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'introduction du fluide réfrigérant stef- fectue à proximité du fond de la cuve de l'agitateur. 50 - Procédé suivant l'une des ravendications 3 et 4, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant chauffé est évacué de la cuve de l'agitateur et est réintroduit dans un circuit débouchant dans la cuve de l'agitateur. 60 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que du fluide réfrigérant frais est introduit additionnellement dans le circuit. 70 - 4pare# pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient d'agitateur contenant des éléments d'agitation. 80 1 Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments d'agitation comportent des bras horizontaux aux extrémités desquels sont fixées des palettes d'agitation longues et orientées à peu près verticalement. 90 - Appareil suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les surfaces circulaires décrites par les deux éléments d'agitation se recoupent. 1OO# - appareil suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un couvercle plat portant les deux éléments d'agitation est monté à rotation sur la cuve de l'agitateur. Il0 - Appareil suivant l'une des revendications 7 i 10, caractérisé en ce que la cuve de l'agitateur est pourvue de conduits d'entrée et de sortie de fluide de réfrigérant. 120 - Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la cuve de l'agitateur est entourée par une double virole et par une masse de matière isolante. 130 - Appareil suivant l'une des revendications 11 et 12, caractérisée en ce que la cuve de l1agi- tateur est munie d'une sonde de mesure de température. 140 - Appareil suivant l'une des revendications Il à 13, caractérisé en ce que les conduits d'entrée et de sortie de fluide réfrigérant sont reliés entre eux par lintermédXaire d'un échangeur de chaleur, d'un ventilateur et d'un dispositif d'évaporation, le dispositif d'évaporation étant relié à un réservoir de fluide réfrigérant liquide.