Brevet FR2531380A1 — publié le 19840210

Machines de marquage à la feuille chaude La présente invention concerne une machine de mar- quage à la feuille chaudeo Un procédé d'application de lettres, de motifs ou autres marquages sur los surfaces d'articles -en matière plastique est connu comme marquage'-â la feuille chaude. Dans des machines de marquage à la feuille chaude destinées à la mise en oeuvre de ce procédé, une feuille qui est faite d'une matière thermnnoplastique ou qui porte un adhésif thermoplastique est introduite entre la surface de l'article et la surface d'une forme chauffée, et 11 ar- ticle et la forme sent ensuite serrés l'un contre 1 tartre avec la feuille intercalée La surface de la forme est faite de manière à ne toucher la feuille que dans les ré- gions de marquage voulues et par conséquent, la feuille est chauffée et adhère donc sur la surface de l'article, uniquement dans ces régions La forme et l'article portant le marquage à la feuille sont ensuite séparés l'un de 1 'autre. Si toute la surface à laquelle le marquage doit tre appliqué par marquage à la feuille chaude est plane, la machine de marquage peut être très simple et peut con- sister en une presse comprenant deuxs plateaux qui sont mobiles pour s'approcher et s'écarter l'une de l'autre de la manière habituelle Un plateau supporte l'article et l'autre supporte la forme et un mécanisme est prévu pour avancer des feuilles ou une bande entre l'article et la forme quand les plateaux sont écartés pour séparer la forme et l'article l'un de l'autre. Il est également possible d'appliquer les mar- quages à la feuille chaude sur des surfaces périphériques circulaires d'articles et des machines prévues à cet effet comportent une tête de maintien et de chauffage d'une for- me de marquage comprenant une surface de-marquage plane, un chariot avec un mécanisme d'avance qui est mobile le long d' un trajet parallèle à la surface de marquage de la forme, un mandrin ou autre support monté pour tourner sur le chariot afin de maintenir l'article à marquer, le mandrin ou autre support comportant un mécanisme pour le faire tourner quand le chariotse déplace afin que la sur- face périphérique de l'article se déplace sous la surface- de la forme supportée par là t 4 te 2 un dispositif pour avan- cer une feuille entre l'article maintenu par le mandrin ou autre support et la forme et un dispositif de compression pour serrer un article maintenu par le support et la forme, avec une feuille intercalée Les machines de ce genre sont appelées ci-après "du type décrit". Avec les machines de marquage, dans lesquelles l'article est déplacé -par rapport à la forme pendant l'opé- ration de marquage, il importe que la surface de l'article soit en contact roulant avec la feuille sans aucun glisse- ment par rapport à cette dernière, car la forme, en raison d'un glissement, tend à déformer ou à endommager de toute autre façon la feuille, ca qui nuit à la précision du mar- quage Si la surface extérieure de l'article sur laquelle le marquage doit 4 tre appliqué est circulaire, il est facile d'obtenir ce contact roulant par la vitesse requise de rota- tion du mandrin ou autre support est en relation constante avec la vitesse linéaire du mouvement du chariot et par con- séquent, ces deux vitesses peuvent e 6 tre maintenues constan- tes pendant toute l'opération de marquage. Des tentatives ont été aussi faites pour appliquer des marquages à la feuille chaude sur des surfaces exté- rieures fermées non circulaires d'articles, par exemple sur des surfaces extérieures d'articles de section elliptique ou ovale, ou de section à peu rectangulaire avec des angles arrondis. Pour obtenir ce résultat sans aucun glissement relatif de la surface de l'article et de la surface de mar- quage de la forme, il est bien entendu nécessaire de modi- fier la vitesse de rotation du mandrin ou autre support par rapport à la vitesse du mouvement linéaire du chariot, et il s'est avéré très difficile d'obtenir cette variation avec une précision suffisante pour obtenir des marquages avec la netteté voulue. Différents mécanismes ont été essayés pour pro- duire les variations nécessaires entre les deux vitesses, en fonction de la forme extérieure de larticle, mais aucun ne stest avéré entièrement sûr et satisfaisant en pratique. L'invention a donc pour objet de réaliser une ma- chine de marquage à la feuille chaude du type décrit, per- mettant d'appliquer des marquages à la feuille chaude sur des surfaces extérieures fermées d'articles non circulaires et de manière que le marquage présente une netteté et une précision satisfaisantes. A cet effet, et selon l'invention, dans une machine du type décrit, le mandrin ou autre support est monté sur le chariot par lequel ilest également mobile pour s'appro- cher et s'écarter de la surface de la forme à la commande du dispositif de compression, et le mécanisme d'avance de chariot et le mécanisme de rotation de support sont entrai- nés par des moteurs électriques pas à pas commandés par un circuit de commande qui délivre des impulsions aux moteurs, les nombres et les fréquences des impulsions produites pour les deux moteurs étant déterminés en fonction de la forme extérieure de l'article pour que les vitesses instantanées du mouvement du chariot et de la rotation du mandrin ou autres supports soient tels qu'en fonctionnement, la sur- fâce extérieure de l'article soit en contact roulant avec la feuille pendant tout son mouvement sur la surface de la forme. Il s'est avéré que l'utilisation de moteurs élec- triques pas à pas séparés pour déplacer le chariot et faire tourner le mandrin ou autre support permet non seulement d'obtenir les variations voulues des vitesses relatives du mouvement linéaire et du mouvement de rotation, mais con- stitue également une façon simple de changer ces varia- tions à volonté pour permettre que l'opération de marquage doit effectuée sur des articles avec des formes extérieures différentes, simplement par une nouvelle programmation du circuit de commande modifiant les nombres et les fré- quences de production des impulsions pour les deux moteurs. De préférence, le mécanisme d'avance qui place le chariot, consiste en une tige filetée qui est mise en rotation par l'un des deux moteurs pas à pas et qui entraîne un pous- soir fixé sur le chariot Pour éviter toute liberté de mou- vement ou tout j Ddans le mouvement du chariot, et pour améliorer ainsi la précision du marquage de la machine, le poussoir qui est fixé sur le chariot comporte de préfé- rence une bille qui engage la fiche filetée, d'une manière assez similaire au mécanisme de direction du type à circu- lation de billes dans les véhicules automobiles. Pour permettre que le mandrin ou autre support puisse s'approcher et s'écarter de la surface de la forme, ce mandrin ou autre support est monté de préférence pour pouvoir tourner dans un bloc qui coulisse sur des colonnes ou autres tiges, fixées sur le chariot et s'étendant dans une direction perpendiculaire à la surface de la tête, et par conséquent perpendiculaire à la surface de marquage 2 o d'une forme supportée par la t 8 te. Dans ce cas, le dispositif de compression qui per- met au bloc de se déplacer le long du guide tout en mainte- nant une force constante sur le bloc en serrant 1 article sur la mandrin ou autre support contre la forme, consiste de préférence en un vérin à pression fluidique comprenant un dispositif par lequel la pression du fluide est maintenue pratiquement constante Le vérin fluidique est de préféren- ce un vérin pneumatique comprenant une chambre de cylindre reliée à un réservoir d'air dont le volume est grand par rapport à celui de la chambre du cylindre Le vérin forme ainsi un ressort pneumatique qui produit une force élasti- que pratiquement constante dans toute sa course. Le moteur pas à pas qui fait tourner le mandrin ou autre support est monté sur le bloc et le mandrin ou sup- port lui-même est monté sur un arbre qui est accouplé avec le moteur et qui sort du bloc dans une direction perpendi- culaire à celle du mouvement coulissant du bloc par rapport o aux colonnes ou autres guides. Il est bien entendu essentiel que la surface extérieure de l'article sur laquelle les marquages doivent être appliqués à la feuille chaude ne comporte aucmne partie qui soit légèrement concave car il est impassible d'appli Lquer la feuille sur une surface concave au moyen d'une forme comportant une face de marquage plane Le mar= quage à la feuille est utilisé en particulier pour appli= quer des marquages sur les surfaces des articles qui sont raali,és par injection de matière plastique 9 et ces ar= ticles ont nécessairement certaines tolérances dimension= nelles Par conséquent 9 des parties de la surface extê= rieure d'un articles qui devrait être plane peuvent en fait etre légèrement concave et peur assurer ue la ma= chine selon l'invention applique des marquages de façon satisfaisante sur cos surfaces 9 le support se pxzsente de préférence sous la forme dun mandrin ou est a$ 5 encé pour s'ajuster dans un article creux et qui comporte des par= ties çui sont mobiles à l'ext 4 rieur 9 de manière quills soient extensibles G L'article est alors placé sur le man- drin et ce dernier est expansé de manière que learticle soit lége qment dfeor afin dcassurer que toutes les par- ties de sa surface qui pcurraieni 9 tre légèrement concaves Ieviennent planes ou légèrement convexes Après que le mar= cuaage a été effectué le mandrin est oontracté et learti= cle revient A sa forme initiale pour etre enlevé:d man- drin. Le dispositif qui avance la feuille entre l'ar- ticle maintenu par le mandrin ou autre support et la forme consiste de préférence en deux bobines qui reçoiventr une longue bande de feuille sous la forme d'un enroulement qui se déplace diune bobine à l'autre A la fin de chaque opération de marquage, lorsque l'article a été enlev du mandrin ou autre support, les bobines sont tournées pcur déplacer une nouvelle longueur de feuille " en position sur la surface de la forme. Lorsqu tun marquage doit 8 tre appliqué sur l'ar- o ticle avec une seule feuilles deux bobines suffisent ainsi qutune seule bande Mais il est possible dtappli- quer le marquage foré par deux eu plusieurs bandes dif- férentes et, dans ce case deux bobines sont prévues pour chaque feuille. Il peut y avoir par eemple doux bandes situées c 6 te à cote sur la forme et cette dernière est constituée par deux surfaces de marquage dans un m 4 me plan dont 1 'un est coeuverte par une bande ot doent l'autre est couverte par l'1 utre bande Le chariot se déeplace alors pour ame- ner le suapport et larticie deabord sur llune des surfaees de marqmage de la foïmeq %is sur l'autre surfaee de mar cusage en une seule passe. Qland la machine est avancée de cette maniere pour effectuer un marqlage aveo deux bandes séparéoes les bandes sont de pr éforenco a-ancées en sens inverse I'tune de l'atre dee xsanière oqu la bande qni et d'abord appli- qiie sur l'article qand le o Iariot se déplaes avance dans le sens du mcuvement du chario-; tandis que l antre bande se déplace dans le sens inversc du muve Omont du o Charioto I 1 en résult;e une économie de la quantitê de bande uti- lisée car chaque bande est avancée direetement à partir de sa bobine sur la partie de la surface de la forme avec laquelle elle est en contact quand l'article se déplace sur la forme Si les deux bandes étaient avancées dans le même sens, il serait nécessaire d'avancer une longueur de bande égale a la longueur totale de la forme après chaque opération de marquage et la totalité de la long/eur de chaque bance serait consommée par le passage de 1 'article sur elle. En général, il est nécessaire que le chariot effectue un mouvement parallèle à lasurface de la forme dans un sens pour effectuer une opération de marquage, et exécute ensuite un mouvement de retour libre pendant lequel aucun article n'est maintenu par le mandrin ou autre support et mis en rotation I 1 est cependant possible dans la machine selon l'tinvention, de faire en sorte que les deux moteurs pas à pas soient réversibles et d'agencerde façon appropriée le di Tositix d'avance des feuilles pour permettre qu'une opération de marquage soit effectuée quand le chariot se déplace par rapport à la forme dans un sens, et effectuer une autre opération de marquage pendant le mouvement de retour du chariot dans le sens oppose Bien entendu, lorsqu'il en est ainsi, la productivité de la machine es considérablement améliorée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention appraitront au cours de la description qui va sui- vre d'un exemple de réalisation et en se référant aux des- sins annexes sur lesquels: La Figure 1 est une vue en perspective montrant des parties de la machine comprenant deux têtes de marquage et, la Figure 2 est une vue en perspective, similaire à celle de la Figure 1, mais sans les-t 9 tes de marquage montrant deux autres parties de la machine qui n'apparais- sent pas sur la figure 1. La machine comporte un chariot 1 qui est mobile dans un sens et dans lautre dans la direction de la double flèche 2 sur deux barres de guidage fixes 3 Le mouvement du chariot 1 est commandé par une tige filetée 4 qui est mise en rotation par un premier moteur pas à pas 5 Comme le montre la Figure 2, le moteur pas à pas 5 est fixé sur l'un des deux supports d'extrémité 6 qui supportent les barresde guidage 3. Un bloc 7 est monté sur le chariot 1 et il peut se déplacer dans un sens et dans l'autre par rapport au chariot 1, dans la direction de la double flèche $ Ce mou- vement se fait le long de deux colonnes de guidage 9 et il est produit par un vérin pneumatique 10, représenté sur la iigure 2, et dont la tige de piston 11 est fixée au chariot 1 Le vérin pneumatique 10 se comporte comme un ressort pneumatique et rappelle en permanence le bloc 7 vers le haut, à l'opposé du chariot 1 quand la machine fonctionne pour effectuer le marquage à la feuille chaude. La force de rappel est contr 8 lée par un clapet de retenue 1 Qa Le vérin 10 comporte également des condui-es d'entrée et de sortie l Ob, l Oc pour que le bloc 7 puisse être abais- sé et relevé si nécessaire entre des opérations de marquage. Un arbre 12 est monté pour tourner dans le bloc 7, dans une direction perpendiculaire au trajet du chariot 1 le long des tiges de guidage 3 et aussi perpendiculairement au trajet du mouvement du bloc 7 le long des colonnes 9. à L'arbre 12 porte une extrémité un mandrin 13 sur lequel, en fonctionnement de la machine, un article qui doit etre marqué à la feuille chaude est monté Dans ce cas, 1 'arti- cle est un récipient de matière plastique de section pra- tiquement rectangulaire avec des angles arrondis, avec une extrémité fermée et une extrémité ouverte Le mandrin 13 est formé de manière qu'il s'ajuste exactement dans le ré- cipient à marquer Comme cela a déjà été expliqué, le man- drin 13 est extensible de manière que le récipient monté sur lui puisse 9 tre légèrement expansé afin d'assurer que toutes ses surfaces extérieures soient très légèrement con- vexes. A l'extrémité de l'arbre 12 opposée au mandrin 13, se trouve une came 14 qui a le m 4 me profil extérieur que celui du récipient monté sur le mandrin 13 L'arbre 12 et avec lui le mandrin 13 ainsi que la came 14 sont mis en ro- tation par un second moteur pas à pas 15 supporté par le bloc 7 au moyen d'une structure non représentée, de manière que le moteur 15 soit fixeet son arbre fasse tourner l'arbre 12, mais le moteur se déplaçant avec le bloc 7. Comme le montre seulement la Figure 1, deux tates de marquage 16 qui portent des formes de marquage 17,à. leurs surfaces intérieures sons montées au-dessus du trajet du mouvement du mandrin 13 quand le chariot 1 se déplace dans un sens et dans l'autre le long des barres de guidage 3 Comme le montre la Figure 2, une bande de guidage fixe 18 est montée au-dessus du trajet du mouvement de la came 14 et la face inférieure de la bande de guidage 18 se trouve dans le même plan que les faces de marquage des formes 17. Ainsi, quand le vérin pneumatique 10 pousse le bloc 7 et avec lui le mandrin 13 avec l'article qutil sup- porte et la came 14 vers le haut, cette dernière engage le côté inférieur de la bande de guidage 18 en m 4 me temps que l'article sur le mandrin 13 vient en contact avec l'une des formes de marquage 17 A Jnsi, la poussée vers le haut du mandrin pneumatique 10 est équilibrée par les forces vers le bas à la fois sur l'article porté par le mandrin 13 et sur la came 14, de sorte qu'aucune torsion n'est appliquée au bloc 7 et que: 'l'article sur le man- drin 13 est pressé avec une pression uniforme contre l'une des formes 17 quand le chariot se déplace. Deux rubans de feuille thermoplastique sont avancés c 8 te à c 8 te de bobines débitrices vers Ès bobines réceptrices de la maniere habituelle, entre les formes 17 et l'article sur le mandrin 13 Le mécanisme d'avance des rubans de feuille thermoplastique est de type cou- rantetn Iest pas représenté, mais un ruban est avancé dans une direction parallèle aux barres de gidage 3 et l'autre ruban dans le sens opposé, aussi parallèlement aux barres de guidage 3. Les moteurs pas à pas 5 et 15 sont connectés à un ciruaxit de commande 19 qui leur fournit des impulsions à une fréquence telle que le chariot 1 est déplacé par la tige filetée 4 dans un sens ou dans l'autre le long des barres de guidage 3 pour déplacer l'article sur le mandrin 13, d'abord sur la surface de l'une des formes de marquage 17 puis sur la surface de l'autre forme Pendant ce mouve- ment, le moteur 15 reçoit des impulsions avec une fréquen- ce qui varie de manière que l'arbre 12 et par conséquent l'article sur le mandrin 13 soient mis en rotation à une vitesse variable t'elle qu'à tout moment l'article soit en contact avec la feuille et soit pressé entre l'une des for- mes 17, la surface de l'article étant en contact roulant avec des deux rubans de feuille thermoplastique Les for- mes 17 sont agencées de manière que lorsque l'article est en contact avec une forme, l'un des deux rubans soit pressé contre elle pour produire un marquage et, quand l'article passe sous l'autre forme; l'tutre ruban qui peut être d'une couleur différente est pressé contre l'article et effectue un second marquage. A la fin du mouvement du cuaridt 1 dans un sens, le vérin pneumatique 10 est actionné pour déplacer le bloc 7 et avec lui le mandrin 15 vers le bas par l'admission d'air dansla conduite l Oc et l'échappement d'air par la con- duite lob L'article est ensuite déplacé au-dessous du plan de forme 17 et à ce moment, il est enlevé du mandrin 13 et remplacé par un autre article similaire En mgme temps, les deux rubans de marquage sont déplacés dans les sens opposés afin qu'une nouvelle longueur de ruban soit amenée sous les formes Le ruban qui est appliqué sur ltar- ticle sur la forme gauche 17 vue sur la Figure 1, est dépla- cé vers la droite à partir d'une bobine débitrice qui se trouve à gauche et le ruban qui est appliqué par la forme de droite 17 est déplacé vers la gauche depuis une bobine débitrice qui se trouve à droite Ainsi, après chaque opé- ration, chaque ruban ne se déplace d'une distance égale à sa longueur qui a été réellement comprimée par la forme con- tre l'article Si les deux bandes étaient avancées à partir dtune même bobine débitrice, vers une m 8 me bobine réceptri- ce, les deux bandes pourraient être déplacées d'une distan- ce égale aux largeurs combinées des formes d'ensemble, avec un espace entre elles apres chaque opération. Apres le mouvement de ruban de feuille thermo- plastique,-le bloc 7 est à nouveau relevé par l'admission d'air par la conduitel Ob et l'échappement d'air par la con- duite 1 Oc puis le chariot effectue un mouvement de re- tour par l'inversion du imoteur 5 et le moteur 15 est égale- ment inversé et effectue la même série de variations de vitesse pour que 1 ' article suivant roule successivement sur les deux formes dans le sens opposé à celui du premier article. REVENDICATIONS 1 Machine de marquage à la feuille chaude des- tinée à appliquer desmarquages sur des surfaces extérieu- res fermées dl articles, la machine comprenant une tête ( 10) pour maintenir et chauffer une forme de marquage ayant une surface de marquage plane, un chariot ( 1) avec un mécanisme dtavance( 4)par lequel il peut se déplacer le long d'un trajet parallèle à la surface de marquage de la forme, un mandrin ou autre support ( 13) monté pour tourner sur le cnariot, destiné à maintenir l'article à marquer, le mandrin ou autre support ( 13) comprenant un mécanisme ( 12) pour le faire tourner quand le chariot se déplace de manière que la surface extérieure de l'ar- ticle se déplace sur la surface d'une forme maintenue par la tête, un dispositif pour avancer d'une feuille entre un article maintenu par le mandrin ou autre support et la forme, et un dispositif de compression pour presser un ar- ticle maintenu par le support ( 13) et la forme ensemble avec une feuille intercalée, machine caractérisée en ce que le mandrin ou autre support ( 13) est monté sur le chariotl (ij par un dispositif ( 7, 9, 11) par lequel il est également mobile dans une direction s'approchant et s'écartant de la surface de la forme à la commande du dis- positif de compression ( 10), et le mécanisme dtavance de chariot ( 4) et le mécanisme de rotation de support ( 12) étant entratnéspar des moteurs électriques pas à pas ( 5, ) commandés par un circuit de commande ( 19) qui délivre aux moteurs des impulsions dont les nombres et les fré- quences sont déterminés en fonction de la forme extérieure de l'article pour que les vitesses instantanées du mouve- ment du chariot et de la rotation du mandrin ou autre sup- port soient telles qu'en fonctionnement, la surface exté- rieure de l'article soit en contact roulant avec la feuil- le pendant la totalité de son mouvement le long de la sur- face de la forme. 2 Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le mécanisme d'avance ( 6) qui déplace 12- le enariot consiste en une tige filetée mise en rotation par l'un des deux moteurs pas à pas et qui déplace un poussoir fixé sur le chariot. 3 Machine selon la revendication 2, caractéri- -5 sée en ce que le poussoir qui est fixé sur le chariot com- porte une bille qui engage la tige -filetée. 4 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que, pour permettre au mandrin ou autre support de se déplacer dans une direction s'approchant et s'écartant de la têete, le mandrin ou autre su Epport est monte pour tourner dans un bloc qui peut cou- lisser sur des colonnes ou autres guides, qui sont fixés sur le chariot et s'étendenr dans une direction perpendi- culaire à la surface de la tête et par conséquent, perpen- diculaire à la surface de marquage de la forme supportée par la t 4 te. Machine selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que le dispositif de compression consiste en un vérin à pression fluidique comportant un dispositif par lequel la pression du fluide à l'intérieur est maintenue pratiquement constante. 6 Machine selon la revendication 5, caractéri- sée en ce que le vérin à pression fluidique est un vérin pneumatique -comportant une chambre de cylindre qui est re- liée à un réservoir d'air dont le volume est grand compa- rativement à celui de la chambre du cylindre. 7 Machine selon la revendication 5 ou 6, carac- téri'sée en ce que le moteur pas à pas qui fait tourner le mandrin ou autre support est monté sur le bloc et le man- drin ou support lui-même est mon,,é sur un arbre qui est accouplé avec lemoteur et sort du bloc dans une direction perpendiculaire à celui du mouvement coulissant du bloc par rapport aux colonnes vu autres guides. 8 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce que le support a la forme d'un mandrin qui est agencé pour s'ajuster dans un article creux et comporte des parties qui sont mobiles vers ltex- térieur de manière qu 'il soit extensible 9 Machine selon l'une quelconque desrevendi- cations 1 à 8, caractérisée en ce que le dispositif d'avance de la feuille entre l'article maintenu par le mandrin ou autre support et la forme comporte deux bo- bines pour supporter un long zuban de feuille sur la forme d'une bobine, et qui est déplacé d'une bobine à l'autre et un dispositif pour faire tourner les bobines à la fin de chaque opération de marquage pour amener une nouvelle longueur de la feuille en position sur la sur- face de la forme.