Brevet FR2293303A1 — publié le 19760702

La présente invention concerne une machine pour la fabrication de pièces annulaires, à partir d'ébauches allongées en matière thermoplastique. Dans de nombreuses industries, la fabrication de pièces annulaires en matière thermoplastique est importante. On peut citer, par exemple, la fabrication de bandages pleins en élastomère pour voiture d'enfant. La nature-du marché est telle que les bandages doivent eAtre très peu coûteux, alors que leur aspect plaisant est cependant une caractéristique importante. Le moulage par injection des bandages est une opération coûteuse qui limite grandement le profil transversal du produit. Un embellissement important de la forme consiste à prévoir des gorges circonférentielles dans la surface extérieure ou zone de roulement du bandage. Ces gorges ne sont pas seulement intéress?ntes pour améliorer l'aspect mais donnent également un bandage dont le roulement est plus doux.Elles sont toutefois difficiles à obtenir par des procédés de moulage, Un procédé qui pourrait donner de bons résultats serait la combinaison d'une extrusion de la matière en section transversale non circulaire, le tronçonnage de longueurs appropriées et la jonction des extrémités pour former unanneau. Les équipements qui ont été réalisés dans le passé pour effectuer ces opérations présentent de nombreux inconvénients. La jonction des deux extrémités d'une pièce de section transversale non circulaire, sans prévoir les moyens de maintenir une bonne concordance, aboutit à un anneau déformé et de mauvais aspect. De plus, le procédé ancien qui consiste à fondre les extrémités de la pièce pour réaliser une jonction aboutit à une déformation et à la formation d'un bourrelet.Un autre facteur à considérer dans la fabrication d'un anneau est que l'opération de formage est plus facile à exécuter lorsque l'ébauche est extrudée depuis peu. La synchronisation d'une opération discontinue, selon ce procédé de formation de roue, avec une opération continue comme ltextrusion doit être réalisée pour que la machine ait un bon rendement. La présente invention évite, d'une manière nouvelle, les divers inconvénients des dispositifs ci-dessus. L'invention a pour objet une machine pour la jonction des deux extrémités d'une pièce allongée en matière thermoplastique, -de façon à obtenir un anneau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la machine obtenue est capable de transformer en an neaux une matière extrudée ejcontinu. L'invention vise également une machine pour la fabrication d'anneaux à partir d'un produit droit, par jonction des extrémités, dans laquelle la concordance précise des sections transversales non circulaires est obtenue. La machine suivant l'invention a encore pour avantage de raccorder des pièces en matière thermoplastique sans formation de bourrelet. La présente invention a encore pour objet une machine pour la fabrication d'anneaux, dans laquelle l'anneau fini tombe sinlplement de la zone de travail, sans interférence avec des organes de la machine. La machine suivant l'invention présente l'avantage d'une grande simplicité, dgun prix initial et d'entretien réduits0 La machine suivant l'invention, pour la fabrication d' anneaux à partir d'ébauches allongées, comporte deux pinces qui saisissent les extrémités pour les rapprocher l'une de l'autre. Une plaque chauffante chauffe les extrémités de la pièce et des moyens sont prévus pour mettre en contact les extrémités ramollies et obtenir leur jonction0 Afin de réaliser une bonne concordance des extrémités, pour des ébauches de section transversale non circulaire, une gorge en forme de V est formée dans la pièce et des angles sortants correspondants sont formés dans les pinces. Les extrémités sont fondues par présentation des extrémités adjacentes de l'ébauche aux faces opposées d'une plaque chauffante. Les extrémités sont éloignées de la plaque avant son retrait, pour éviter la formation d'un bourrelet. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. Fig. 1 est une vue en perspective d'une machine conforme à la présente invention, associée à une machine à extruder. Figs 2 à 9 représentent schématiquement le fonctionnement des différentes phases de l'invention. Fig. 10 est une vue enélévation de la machine4 Fig0 11 est une vue en plan de la machine. Fig. 12 est une vue de côté, suivant la ligne XII-XII de la figure 10. Fige 13 est une vue de côté, suivant la ligne XIII-XIII de la figure 10. Fig. 14 est une vue de face, suivant la ligne XIV-XIV de la figure lie Fig. 15 est une coupe partielle suivant la ligne Xv-Xv ee la figure lic Fia. 16 est une coupe partielle, suivant la ligne XV--,YVI de la fiacre 15e Fig. 17 est une vue extérieure d'une pince faisant partie de la machine. Fig. 18 représente schématiquement les circuits électriques et Dneumatiques de la machine. Fi, 19 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'un bandage fabriqué selon les principes de la présente invention, et Fis. 20 est une représentation schématique du cablage des minuteries utilisées dans la présente invention c Avant de décrire en détail la construction et le fonctionnement de la présente invention, Pl est utile d'en indiquer brièvement le fonctionnement. On se reporte pour cela aux figures 2 à 9. La figure 2 représente le début d'un cycle dans lequel une pince gauche 10 et une pince droite il, respectivement montées pivotantes sur des axes 12 et 13,saisissent une partie d'un cylindre extrudé 14.Un couteau 15 et une plaque chauffante 16 sont disposés au-dessus du cylindre 140Dans cette phase, la pince gauche 10 est fortement serrée sur le cylindre 14 tandis que la pince droite 11 maintient le cylindre 14 dans un serrage coulissant. Sur la figure 3, la pince gauche 10 a été déplacée vers la gauche, entralAnant avec elle l'extrémité du cylindre 14e A un point prédéterminé, le mouvement de la pince gauche 10 cesse, la pince droite il exerce un serrage ferme sur le cylindre 14 et la lame 15 descend, coupe le cylindre 14 et forme une ébauche 17. Sur la figure 4, la lame s'est rétractée et les pinces ont commencé à tourner vers l'intérieur autour de leurs pivots 12 et 13. La figure 5 représente les pinces après rotation de 1800. La pince gauche 10/de5place vers la droite et la plaque chauffante 16 est en train de descendre. Sur la figure 6, le contact avec la plaque intercalée 16 est effectif; La plaque 16 étant montée de façon souple, la pression exercée par le déplacement de la pince gauche 10 est également répartie- sur chaque face de la plaque chauffante 16. Le temps de contact et la température de la Plaque chauffante 16 sont déterminés pour obtenir une fusion convenable des surfaces d'extrémité de l'ébauche 17. La figure 7 montre que, juste avant de retirer la plaque chauffante 16 de sa position entre les extrémités, on recule légO- remuent la pince gauche 10 vers la gauche, ce qui supprime la pression sur les extrémités fondues et permet le retrait de la plaque 16 sans déformation des extrémités. Sur la figure 8, la plaque chauffante 16 a été retirée et les extrémités de l'ébauche sont pressées l'une contre l'autre pour leur permettre de selsouder. Sur la figure 9, les pinces libèrent la pièce 17 et lui permettent de tomber de la machine. Une série.inverse de mouvements ramène le système à sa position initiale Après cette description simplifiée du fonctionnement de la machine suivant l'invention, on décrit maintenant une forme préférée de réalisation de machine Sur la figure 1, qui représente le mieux les caractéristiques générales de l'invention, la machine de formage d'anneaux, globalement désignée par le repère 18, comprend une extrudeuse 19, une section de réception 20, une section de prise 21, une section de pré-alimentation 22, une section de traitement 23 et un système de commande 38e L'extrudeuse 19 est de type connu et fournit un cylindre 14 de matière thermoplastique, dont la section transversale est semblable à celle du bandage 25 représenté sur la figure 19. Les caractéristiques principales de ce profil de bandage sont des portées et des gorges circonférentielles 26 sur la surface extérieure et une gorge annulaire 27 en forme de V sur la surface inférieure. La première caractéristique est importante à noter, car c'est une forme difficile à obtenir avec les procédés connus. La dernière caractéristique est importante en ce qu'elle facilite la mise en concordance de forme des extrémités, comme indiqué plus loin. Sur la figure 12, la section de réception 20 est représentée vue de l'extrudeuse 19. Cette partie comprend deux roues 28 et 29 et un guide 30, qui définissent un parcours 31 à travers lequel passe le cylindre 14. La roue supérieure 28 est folle et elle est montée tournante sur un arbre 32 supporté par un bras 33 qui est lui-même fixé à un socle 34. Le guide 30 est fixé par une tige 35 au bras 33. La roue inférieure 29 est solidaire d'un arbre 36 qui est monté tournant dans le socle 34. L'arbre 36 et la roue 29 sont entraînés par un moteur 37. La section de prise 21 comprend deux bras 39 et une cellule photo-électrique 400 Les figures 10 et 11 représentent respectivement en é1é- vation et en vue de dessus la section 22 de pré-alimentation. Le 43 système 22 comprend deux roues 41 et 42, un guideyet un cylindre pneumatique 44 de pré-alimentation. La roue supérieure 41 est folle et elle est montée tournante sur un arbre 45 porté par un bras 46 qui est fixé sur le socle 34. Le guide 43 est également fixé sur le bras 46. La roue inférieure 42 est montée tournante sur le socle et elle porte un bras 47. Le cylindre 44 de pré-alimentation est connecté entre l'extrémité extérieure du bras 47 et le socle 34. Le cylindre 44 est ainsi capable de faire osciller la roue inférieure 42 suivant un angle de 450 environ La section de traitement 23 peut entre subdivisée en quatre parties. La lame 15 et son cylindre pneumatique 48 de commande sont représentés sur la figure 10, ainsi que la plaque chauffante 16 et son cylindre pneumatique 49 de commande.La position de la pince droite 11 est représentée sur la figure ilote façon plus détaillée sur la figure 13e La position de la pince gauche 10/est représentée sur les figures 10 et 11, avec des détails sur les figures 14, 15, 16 et 17 On voit, sur la figure 13, qusun bras-support 50 porte le système de coupe composé de la lame 15, du cylindre de commande 48, d'un guidage de lame 51 et d'une table de coupe 52. Le brassupport 50 porte également.le système de pince droite, comprenant la pince droite 11 composée d'une mâchoire fixe 53 et d'une mâchoire mobile 54, un cylindre de serrage droit 55 qui commande la fermeture des deux mâchoires et un cylindre de rotation 56.La chatne de commande entre le cylindre droit 55 et la mâchoire mobile 54 est semblable à celle de la pince gauche qui sera décrite plus loin. Le cylindre de rotation 56 entraîne la rotation de la pince droite il par l'intermédiaire d'une crémaillère 57 et d'un pignon 580 La rotation s' effectue autour de l'axe du pignon 58. il est important de noter que la mâchoire mobile 54 présente un coin, dirigé vers lintérieur, qui vient en contact avec la gorge 27 en forme de V sur le cylindre extrudé 14. Un cylindre transversal 59, un cylindre d'intervalle 60 et un système de plaque chauffante, clairement représentée sur la figure 10, sont également fixés au brassupport 50.Le système de plaque chauffante comprend la plaque 16, le cylindre de soudage 49 qui déplace la plaque chauffante 16 et un raccord 61 qui accouple non seulement la plaque chauffante 16 et le cylindre de soudage 49 mais alimente également en chaleur la plaque 16. Le raccord 61 porte sur sa périphérie un isolant thermique 62 et un amortisseur élastique 63 qui tend à éloigner la plaque chauffante du bras support 50 et de la pince droite il, par son contact avec le bras-support 50. La dernière partie de la section de traitement 23 est 1' ensemble gauche. Celui-ci, comme représenté sur la figure 11, comprend des guidages 64 et 65, une unité de serrage gauche 66 qui se déplace le long de ces guidages et le cylindre transversal 59 qui commande le mouvement de la pince gauche 66 le long des guidages. Cet ensemble comprend également le cylindre d'intervalle 60 qui commande le mouvement de la pince 66 sur les guidages à leur extrémité droite1 et un cylindre 67 d'amortisseur transversal qui commande le mouvement de la pince à l'extrémité gauche des guidages. Le système-de pince gauche 66 comprend lui-même une embase 68 qui se déplace sur les guidages 64 et 65 et un bras support 69 monté tournant sur l'embase 68 dans des paliers 70. Le bras 69 porte de façon fixe une mâchoire fixe 71 et porte de façon mobile une machoire mobile 72 sur un pivot 73. Le long de l'axe de rotation du bras support 70, un cylindre de serrage gauche 74 agit par l'intermédiaire d'une articulation 75 pour ouvrir et fermer- les mâchoires. L'articulation 75 est placée de façon à produire une c6n- dition de mâchoire fermée qui est très difficile à vaincre à l'extrémité de la pince. Un système de commande analogue est utilisé dans l'unité de serrage de droite. La rotation du bras-support 69 dans l'embase 68 est obtenue par l'action d'une crémaillère 76 sur un pignon 77 qui est fixé sur le bras-support 69. La figure 14 montre la disposition de l'embase 68, du bras-support 69, du pignon 77 et de la crémaillère 76. Elle montre également des galets 78 qili maintiennent la crémaillère contre le pignon et le cylindre de rotation 79 qui entraine la crémaillère. Le système de commande 38 est représenté schématiquement sur la figure 18. il comprend une combinaison d'éléments connus,- associés pour éxécuter, par l'intermédiaire du mécanisme décrit plus haut, l'opération de formage anneaux. Le fonctionnement de la machine suivant l'invention sera maintenant mieux compris à la lumière de la description qui précède. Dans sa position de départ représentée sur la figure 1, le cylindre extrudé 14 est tiré de l'extrudeuse par les roues de la section de réception 20 et l'extrémité libre est tenue par la sectIon 22 de pré-alimentation. La longueur de cylindre comprise entre ces deux points peut pendre dans la section de prise et, lorsqu'une quantité suffisante s'est accumulée, la cellule photo-électrique 40 est excitée et ferre un contact P-l. On suppose que le cylindre 14 de pré-alimentation et le cylindre 43 de lame sont tous les deux rétractés. Les contacts M-l et M-6 sont donc fermés et le solénoïde S-3 commande le mouvement du cylindre 44 de pré-alimentation vers la droite. Ce mouvement ouvre le contact M-l et ferme les contacts M-2 et R-l.La fermeture de R-l permet de continuer le mouvement dli cylindre 44 de pré-alimentation et commande l'extension du cylindre d'amortisseur transversal 67 et du cylindre 60 d'espacement, par l'intermédiaire d'un solénoïde S-8. Le mouvement de ces cylindres provoque ll fermeture d'un contact M-4, ce qui excite un relais R2 et ferme un contact R-2. Lorsque le contact M-3 se ferme, ce qui indique que le cylindre 44 de pré-alimentation est en bout de course, le cylindre transversal 59 commence a se déplacer. Il est entendu que l'action du cylindre 44 de pré-alimentation provoque l'introdlstion de la pièce extrudée 14 dans la section de traitement 23.Au commencement du cycle, la section de traitement se trouve dans la position schématisée sur la figure 2. Le couteau 15 et la plaque chauffante 16 sont tous deux en position haute et la pince gauche 10 est située vers la droite, les deux pinces étant dirigées vers le haut par rapport à leurs axes de rotation. Le cylindre extrudé 14 avance sous le couteau, à travers la pince droite il, sous la plaque chauffante 16 et à travers la pince gauche 10. Silnultanoment avec le commencement du mouvement trans versai1 le solénoïde S-2 est excité pour fermer la pince gauche 10 sur l'extrémité du cylindre extrudé 14, au moyen du cylindre 74 de serrage gauche. Comme l'effet du cylindre transversal déplace la pince gauche 10 vers la gauche, il en résulte finalement une traction de extrémité du cylindre extrudé 14 à travers la section de traitement. Cette traction continue jusqu'à ce que l'embase 66 de la pince gauche rencontre le cylindre 67 de tampon transversal. Lorsque le cylindre 67, qui est réglable le long des guidages 64 et 65, est complétement rétracté, un contact M-5 est fermé. Il en résulte que le solénoïde S-5 et le cylindre droit 55 de serrage ferment la pince droite autour du cylindre extrudé 14.Simultanément un contact M-9 se ferme, ce qui déclenche la course du couteau par l' intermédiaire d'un solénoïde S-6 et du cylindre 48 de lame.L'action de coupe ouvre un contact M-6 et ferme un contact M-7.Le premier de ces contacts permet le retour du mécanisme de pré-alimentation et la rétraction des-mécanismes d'amortisseur transversal et d'espacement, par l'intermédiaire d'un contact R-to Le dernier déclenche le retour transversal et démarre-la rotation des pinces, par l'intermédiaire d'un relais R3 et de contacts R-3. Cette rotation est effectuée par le solénoïde S-7 et les cylindres 56 et 79. La rotation terminée ferme un contact M-8 qui démarre la descente de la plaque chauffante, au moyen du cylindre 49 de plaque ou de soudage. Cettedescente, accompagnée du déplacement transversal de la pince gauche 10 vers la droite, est représentée sur la figure 5. Finalement, le déplacement transversal de la pince gauche 10 et la descente de la plaque chauffante 16 aboutissent à mettre en contact les deux extrémités de l'ébauche avec la plaque chauffante. Le temps de contact est fixé par des minuteries, de fa çon connue, et il se termine par une extension, du type à impulsion, du cylindre d'espacement 60. Celui-ci renverse momentanément en direction de la gauche le mouvement vers la droite de l2embase 68 de la pince gauche. Pendant la coupure de contact avec la plaque chaude, celle-ci est remontée vers le haut et dégagée du passage. Par conséquent, lorsque l'impulsion du cylindre d'écartement cesse, le retour de la pince gauche vers la droite amène en contact les extrémités en fusion de l'ébauche 17. A ce stade, deux interactions importantes interviennent. La minuterie de soudure est réglée pour que, lorsque le contact avec la plaque chaude a été suffisant, un contact W-l s'ouvre et un contact W-2 se ferme légèrement, avant l'ouverture d'un contact W-3.En raison de temporisation de construction, la montée de la plaque chauffante provoquée par l'ouver- ture du contact W-1 suit de peu le début du retrait de contact de la plaque provoqué par la fermeture de W-2. L'ouverture de W-3 qui en résulte arrête la séparation du contact. Cela a pour effet de supprimer la pression de l'extrémité de l'ébauche sur la plaque chauffante avant -remontée de celle-ci. Cela est important pour éviter la déformation des extrémités fondues de l'ébauche0 Un amortisseur élastique 63 intervient dans cet arrangement.Il tend à éloigner la plaque chauffante de i'extrémité de l'ébauche associée à la pince droite 1Po Cela signifie que le contact de la plaque chauffan- te et de l'extrémité de la pièce a lieu seulement lorsque la pression est exercée sur la plaque chauffante par l'extrémité de la pièce associée à la pince gauche 10. Le retour de la pince gauche amène en contact les extrémités fondues de la pièce. Lorsque la soudure de ces extrémités entre elles est terminée, les pinces droite et gauche libèrent simplement l'anneau fini qui tombe sans être gdné dans un réceptacle. La description ci-dessus permet de comprendre comment les éléments de la machine reviennent à leur position de départ. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Machine pour la fabrication d'anneaux en matière plastique, qui comporte deux pinces à machoires destinées à enserrer les ex trémités respectives d'une ébauche oblongue, des moyens pour la translation de pinces et des moyens pour la rotation de celles ci pour courber l'ébauche, en lui donnant la forme d'un anneau, ainsi qu'une plaque chauffante mobile, munie de moyens pour sa mise en contact avec la face transversale d'un bout de l'ébau che, caractérisée en ce que chaque moyen de translation et cha que moyen de rotation, de chacune des pinces, est indépendant de tous les autres moyens de translation et rotation, et peut être commandé et actionné séparément. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une lame coupante pour tronçonner les ébauches ail on gées à leur sortie d'une extrudeuse, en amont de la première des dites pinces. 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'unie zone de prise est prévue entre la lame et l'extrudeuse et en ce que des moyens d'accumulation sont prévus pour indiquer lorsqu' une longueur prédéterminée d'ébauche extrudée s'est accumulée à l'intérieur de ladite zone. 4. Machine suivant une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ébauches allongées comportent une gorge concave longitu dinale du côté destiné à devenir la circonférence intérieure de l'anneau, et en ce que chacune des pinces comporte une saillie de forme correspondant à la dite gorge, située de manière à se loger dans la gorge, lorsque les extrémités de l'ébauche sont tenues par les pinces. 5. Machine suivant une des revendications précédentes, dans laquelle chacune des pinces est munie de moyens de rotation, caractéri sée en ce que cette rotation a lieu au moyen d'un pivot situé en arrière de l'articulation des mâchoires de chaque pince, sen siblement dans un plan de symétrie perpendiculaire des mâchoires, et en ce que seule la pince en aval de la machine possède des moyens de translation linéaire de cette pince, pour l'éloigner ou la rapprocher de l'autre pince. 6. Machine suivant une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de rotation des pinces sont agencés de façon à faire effectuer à celles-ci une rotation de 1800 en les rapprochant, les bouts extrêmes de l'ébauche se trouvant l'un en face de 1' autre, après cette rotation. 7. Machine suivant une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de translation linéaire de la pince d'aval comprennent deux servo-mDteurs susceptibles de fonctionner en opposition, de façon à rapprocher ou éloigner plus ou moins cette pince de l'autre pince ou/et de la plaque chauffante. 8. Machine suivant une des revendications l à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de rappel qui maintiennent une distance prédéterminée entre la plaque chauffante et une des extrémités de l'ébauche, à tout moment, sauf lorsque la deuxième extrémité de cette ébauche est en contact avec la plaque chauf fante. 9. Machine suivant une des revendications l à 8, dans laquelle la plaque chauffante peut être placée dans une position entre les extrémités de l'ébauche, les bouts de celle-ci venant en contact avec la plaque, caractérisée par des moyens qui ne permettent à la plaque pas/de s'éloigner de cette position, tant qu'une des extrémités est en contact avec elle.