Brevet FR2297727A1 — publié le 19760813

La présente invention se rapporte à un procédé et des moyens pour sa réalisation concernant l'exécution d'impressions, en particulier par des procédées sérigraphiques ou équivalents sur des surfaces à double courbure, essentiellement en forme de tores. Il stagit en particulier de l'exécution d'impressions sur les parties convexes extérieureede récipients émaillés, tels que ceux destinés à la cuisson, à savoir marmites, poeles et semblables, mais aussi concernant d'autres domaines. L'utilisation de procédés sérigraphiques pour l'impression sur des surfaces à simple courbure, c'est à dire susceptibles d'être développés dans un plan, telles que les surfaces cylindriques ou légèrement coniques est bien connue et utilisée. Il y est prévu un mouvement relatif de translation et de rotation à égale vitesse linéaire et périphérique d'une matrice sérigraphique en tissu fin de soie ou de fibres synthétiques, en particulier polyamides, celui-ci devant être bien tendu et stappliquer sur la surface extérieure de ltobjet qui doit recevoir l'impression de façon que les génératrices de cette surface viennent successivement en contact tangentiel avec la ma trice à une vitesse relative nulle, tandis que la matière colorante, préalablement apportée sur la matrice, est appliquée sur la surface à traiter au moyen d'une spatule souple connue qui glisse sur la face de la matrice opposée à celle en contact avec la surfaoe de ltobjet à traiter. Ce procédé connu s'est révélé inutilisable ou peu efficace vus les résultats défectueux pbtenus pour la réalisation dtimpressions sur des surfaces à courbure double ou sur des surfaces de révolution à génératrices convexes, telles que celles des flancs de marmites, poêles et semblables sur lesquels, en effet, il ntest pas possible d'impriier des bandes écoratives de hauteur importante et des dessins d'une certaine complexité et de fines se.Cette courbure, en plus de la sensible et variable convergence dee tangentes aux divers points des génératrices convexes des surfaces à décorer, produit des variations locales de vitesses relatives des parties en contact par roulement de sorte que le transfert du colorant dans ces conditions B tef fectue d'une manière irrégulière avec des bavures et provoque une exécution défectueuse de l'impression. Suivant l'invention confirmée expérimentalement il est possible d'obtenir des impressions qualitativement satisfaisantes par le procédé sérigraphique à condition que la vitesse linéaire de translation de la matrice en tissu réticulaire ne soit pas inférieure ou sensiblement inférieure dans ses différents points de contact aveo la surface à double courbure à la vitesse pEriphérique de la surface de ltobjet à traiter dans les points correspondants. I1 a été aussi constaté et vérifié que des déplacements locaux de reculement relatif de la surface redevant l'impression par rapport à la matrice, ne donnent pas lieu à des altérations dans la régularité et l'homo- généité de l'ímpressionX niais seulement z une contraction proportionnelle à ce reculement relatif du sujet imprimé. selon une autre csractéristique de l'invention, il a été constaté et vérifié que pour obtenir cette régularité et cette homogénéité il est nécessaire qu'un pressage substanciellement uniforme ait lieu de la spatule déformable agissant sur le dos de la matrice à chaque endroit de la courbure convexe le long de laquelle se produit le contact entre la matrice et les genératrices successives de la surface à double courbure. Le procédé peut être réalisé en utilisant les machines connues pour l'impression sérigraphique par contact à roulement avec la matrice plane et la surface de ltobjet à traiter monté sur une broche à contre-forme, recevant un mouvement de rotation concordant en phase avec le mouvement de translation rectiligne de la matrice, la liaison mécanique entre cette broche et le châssis de la matrice étant assurée par une roue dentée solidaire de la broche et une crémaillère prévue sur ce cassis. I1 est fait usage d'une roue dentée de diamètre primitif égal ou sensiblement égal au diamètre ma ximum de la zone de l'objet à traiter à l'endroit de sa double courbure où l'impression doit avoir lieu.Le pressage uniforme à rasage du dos de la matrice est assuré au moyen d'un tampon ou d'un lissoir de rasage présentant une courbure concave correspondant à la courbure convexe de la surface destinée à recevoir l'impression. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif destiné à réaliser l'invention. Fig. 1 représente une portion d'un récipient à décorer partiellement en coupe diamétrale et en élévation sur l1extérieur duquel figure l'impression sérigraphique exécutée, récipient qui, en raison de sa convexité et son galbe ainsi que de son rebord extérieur saillant, présente un cas de difficulté particulière quant à ltapplication du procédé suivant l'invention. Fig. 2 est une vue partielle dans le sens II indiqué à la Fig. 1 du développement plan de l'une des deux courbures avec décors plus compli quels. Fig. 3 et 4 se rapportent à des détai-ls à échelle amplifiée en directions III - IV de la Fig. 5 des moyens teciiniques montés sur ure machine pour impressions sérigrapîliques connue. Fig. 5 montre cette Laacillfle en vue latérale sirarlifiée sur laquelle est monté un récipient en cours de traitenent. Fig. 6A et 6B se réferent à un détail des conditions et des moyens de pressage et rasage de la matrice sur la surface à courbure double, en particulier du flanc du ré ci rient représenté aux Fig. 1 et 5. Pour l'exécution par exemple d'une impression sribrapssioue d'un décors 10 de hauteur il donnée en forme de guirlande continue ou interrompue sur une zone annulaire 12 du flanc convexe 14 à surface émaillée d'un récipient métallique, généralement en aluminium, une certaine difficulté se présente en raison de I'existance d'un rebord saillant 16. En raison du galbe du flanc convexe 14 à décorer, les limites supérieure et inférieure de la fi guration à imprimer 10 présentent des diamètres D' et D" sensiblement différents, cette différence dépendant, bien entendu, de la forme du galbe et la hauteur H, les diamètres dans l'intervalle de cette hauteur ne variant pas en progression linéaire, mais en fonction de la courbure de la surface extérieure du flanc 12 du récipient. L'impression par sérigraphie s'effectue par avance rectiligne d'une matrice sérigraphique 18 bien tendue dans un chassies allongé 20 dans des conditions de roulement tangentiel sur la zone 12, le récipient étant fixé sur une contre-forme 22 montée sur une broohe tournante 24, portée par un support 26 à inclinaison et positionnement réglables, la fixation du récipient étant réalise à l'aide d'une ventouse 28 à bépression en soi connue comme indiqué schématiquement à la Fig. 5. La concordance et la phase des mouvements rotatoires et de translation sont assurées par 1'engrèneEent dwune roue dentée 30 solidaire de la broche porte-objét avec une créinaillère 32 participant à la translation du chassis 20 de la matrice 18. Selon l'invention, l'exécution d'iepressions de qualité, lemme de décorations beaucoup plus fouillées, fines et compliquées que celle reproauite à la Fig. 2 sur des surfaces à double courbure dans les conditions défavorables mentionnées, est possible en imposant à l'objet à traiter et à- la matrice des vitesses périphériques Vp d'un e part, linéaires Vi d'autre part (Fig. 4), égales ou approiimativement égales sur le cercle de diamètre le plus élevé Dt parmi tous ceux compris entre la hauteur H de la bande ou zone de révolution à garnir.De ce fait, tous les points de cette bande ou zone appartenant aux cercles de diamètre inférieur à D' jusqu'à la valeur minimum Dn, ont des vitesses périphériques inférieures à celle linéaire de la matri ce 18. Il a été constaté que cette condition ne provoque aucun défaut dans la régularité, continuité et homogénéité de l1impression, mais seulement une certaine, pratiquement insensible, déformation du sujet. Par exemple, tel qu'il apparaît à la Fig. 2, un sujet fixé à l'origine sur la matrice dans un carré ou un rectangle, s'inscrit dans un trapèze isocèle avec une base diminuée sur le cercle de diamètre In et des cotés légèrement non parallèles, proportionnellement à la convexité de la courbure de la génératrice de la zone 12. D'une manière analogue, une figure circulaire se transformera dans une autre légèrement ovalisée et les diverses li--'nes droites et coures u- bissent des altérations légères correspondantes. Ces conditions cinématiques sont remplies en adoptant, dans cilauue cas un engrenage 30 dont le diamètre primitif DP est approximativement égal au diamètre maximum D' de l'impression 10. Une autre condition importante à remplir consiste en ce que le pressage dorsal de la matrice 18 sur la zone 12 soit autant que possible-unitorme pour toute sa hauteur H. Pour cette raison la spatule de rasage déformable 34, en particulier en caoutohouc sur le dos de la matrice, supportée et poussée vers le bas de manière connue par un support 3o et par un moyen d'actionnement pneumatique 38, comporte un bord de rasage concave 40 (Fig. 6A), de géométrie correspondant à la convexité de la zone 12. L'emploi de chassis métalliques 20 pour la matrice 18 est avant a geux pour réduire l'encombrement et en particulier pour éviter des contacts avec le bord saillant éventuel 16 du récipient (Fig. 6A). Naturellement les altérations géométriques des impressions ainsi réalisées ne doivent pas dépasser des limites prédéterminées. Par exemple, la hauteur de l'impression ne devra autant que possible pas dépasser 10% environ du diamètre du récipient et d'une fagon similaire, la différence entre les diamètres D' et D" devra autre contenue dans tordre de 5%. Pour des impressions de dessins relativement simples et surtout constituées par des configurations continues, ces limites pourront être largement dépassées. Il est avantageux d'utiliser comme matrices, des toiles assez fines par exemple de 70 à 100 mailles par cm et de fils assez élastiques tels que les fils polyamides ou équivalents. REVNICÀTI0S 1) Procédé d'exécution d'impressions sérigraphiques sur des surfs ces à double courbure, en particulier sur des zones en forme de tore des flancs convexes de récipients, caractérisé en ce qu'unie matrice sérigraphique est avancée linéairement dans des conditions de cheminement en contact tangentiel avec la zone superficielle à imprimer, les paramètres cinématiques du mouvement relatif en résultant étant déterminés autant que possible par l'égalité entre la vitesse linéaire de la matrice et la vitesse périphérique des parties comprises dans le cercle de plus grand diamètre de cette zone. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l*evécution de l'impression en appliquant sur le dos de la matrice une pression sensiblement uniforme à chaque endroit compris dans la hauteur de la zone à imprimer. 3) Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par l'exécution dtimpressions de hauteur de préférence ne dépassant pas 1t10 du diamètre du récipient et s'inscrivant dans des cercles dont le rapport entre les diamètres ne dépasse pas 1/20. 4) Dispositif destiné à l'exécution d'impressione sérigraphiques sur des surfaces à double courbure suivant le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend pour la liaison cinématique entre la broche supportant l'objet à traiter et le châssis de la matrice sérigraphique, une roue dentée calée sur la broche et une crémaillère du cadre, le diamètre primitif de la denture de la roue n'étant en particulier pas inférieur à celui du cercle de diamètre plus élevé parmi ceux compris dans l'aire de l'impression. 5) Dispositif suivant la revendication 4 pour la réalisation du procédé d'après la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend pour le pressage et le rasage dorsal de la matrice sérigraphique, une spatule ou tampon déformable dont le bord de rasage est concave avec courbure contraire à celle de la portion de la zone superficielle convexe sur laquelle la ma trice est pressée et d'où le colorant est transféré pour la réalisation de l'impression. 5) Dispositif suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice sérigraphique montée plane et tendue dans un châssis dont au moins les côtés longitudinaux sont métalliques et dimensionnés et positionnés de manière à ne pas entrer en contact avec les rebords extérieurement saillants dont les récipients à traiter peuvent éventuellement Astre pourvus. 5) dispositif suivant une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice sérigraphique à structure réticulaire fine, par exemple de l'ordre de 70 à 100 mailles par cm et que celle-ci est en matiere textile essentiellement élastique.