Brevet FR2634686A1 — publié le 19900202

MACHINE ET PROCEDE POUR INJECTER DANS UN GEL TRANSPARENT AU MOINS UN CORDON D'UN PRODUIT COLORE. L'invention est relative a une machine pour injecter dans un gel transparent au moins un cordon d'un produit colore, du genre de celles qui comprennent un plateau rotatif destiné å recevoir un pot pour contenir le gel et le produit, et des moyens pour injecter le produit dans le pot, avec possibilité d'un mouvement relatif, entre le plateau et les susdits moyens pour injecter le produit, suivant une direction sensiblement orthogonale au plateau. Dans une machine connue de ce genre, le produit coloré est envoyé dans un faisceau parallèle d'aiguilles d'injection jusqu'en bas d'une jupe qui entoure l'ensemble des aiguilles ; le gel qui forme la matrice est envoyé dans la jupe et remplit l'espace autour des aiguilles. Le gel est ainsi injecté simultanément avec le produit coloré. Le plateau, supportant le pot, est horizontal tandis que les aiguilles peuvent se déplacer verticalement. Une telle machine est relativement compliquée au niveau des moy ens d'injection simultanée du gel et du produit ; en outre, elle n'offre que des possibilités limitées en ce qui concerne les dessins qui peuvent etre réalisés avec le produit. L'invention a pour but, surtout, de fournir une machine du genre défini précédemment qui réponde mieux que jusqu'a présent aux diverses exigences de la pratique et qui soit, en particulier, d'une construction plus simple et plus fiable en ce qui concerne les moyens d'injection tout en permettant de réaliser des dessins. très variés à l'intérieur du gel. Selon l'invention, une machine pour injecter dans un gel transparent au moins un cordon d'un produit coloré, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait qu'elle comporte, d'une part, une table å mouvements croisés sur laquelle le plateau est monté rotatif, un pot rempli de gel pouvant être fixé sur ce plateau, d'autre part, au moins une aiguille d'injection, mobile suivant une direction orthogonale au plan de déplacement du plateau, pour injecter le susdit produit dans le gel qui se trouve déjå dans le pot, et, d'autre part enfin, des moyens de commande pour faire déplacer, de manière coordonnée, le plateau dans son plan et l'aiguille suivant la direction orthogonale afin de réaliser le dessin souhaite. Avantageusement, les déplacements de la table à mouvements croisés, suivant les deux directions, de même que la rotation du pl#ateau et les déplacements de l'aiguille d'injection,- sont commandés par des moteurs électriques, notamment des moteurs du type pas a pas, et les moyens de commande comprennent un ordinateur propre a fournir aux moteurs électriques les instructions, selon un programme prédéterminé, pour engendrer les déplacements en vue d'obtenir le dessin souhaité. Les moyens de commande des déplacements de la table à mouvements croisés comprennent de préférence un système a vis rotative et écrou mobile en translation permettant des déplacements micrométriques. La table å mouvements croisés peut être réalisée avec deux sous-ensembles identiques a platine coulissante superposés en formant un angle, notamment sensiblement droit, chaque sous-ensemble comprenant un socle dans lequel une vis est montée rotative, un moteur électrique pas à pas étant prévu pour entraîner cette vis, tandis qu'une platine solidaire d'un écrou coopérant avec la vis est montée coulissante sur le socle ; le sous-ensemble supérieur est fixé sur la platine du sous-ensemble inférieur, sensiblement a angle droit, et le plateau est monté rotatif sur la platine du sous-ensemble supérieur. Avantageusement l'aiguille d'injection est montée sur la platine d'un troisième sous-ensemble å platine coulissante, semblable aux précédents, dont le socle est dispose de manière que sa platine coulisse verticalement. La platine å mouvement vertical peut porter g aiguilles pour un même pot, ces aiguilles étant réparties de manière que le dessin soit réalisé pour une rotation de 2 7 du plateau (soit 1/g tour). La platine à mouvement vertical peut porter q jeux d'aiguilles pour 9 pots, mais avec q seringues d'injection (une pour chaque jeu d'aiguilles) pour éviter les différences de pertes de charge qui réduisent la précision d'injection du produit coloré, qui peut être cher. Une table å mouvements croisés peut porter n plateaux rotatifs, chaque plateau portant au moins un pot. Le plateau rotatif comporte, de préférence, une couronne dentée sur sa périphérie propre à cccpérer avec une vis sans fin entraînée en rotation par un moteur pas å pas, pour la commande de la rota tic du plateau. Avantageusement, I 'extrémité inférieure de l'aiguille d'injection, destinée à etre plongée dans lé gel, est recourbée, notamment de manière à former un angle compris entre 2~' et 7~' avec un plan orthogonal a l'axe de l'aiguille. Les moyens de commande pour faire déplacer, de manière coordonnée, le plateau et l'aiguille comFrennent avantageusement un ordinateur. L'invention est également relative à un procédé pour injecter dans un gel transparent au moins un cordon d'un produit coloré en vue de réaliser un dessin, caractérisé par le fait que l'on remplit préalablement un pot avec le gel transparent et qu'on injecte, dans le pot ainsi rempli, le cordon de produit en faisant déplacer le pot suivant deux directions d'un plan et en rotation, l'injection étant réalisée avec au moins une aiguille qui peut etre déplacée suivant une direction orthogonale au plan de déplacement du pot. L'invention consiste, mises a part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ciannexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1 de ce dessin, est une vue schématique en élévation d'une machine conforme à l'invention La figure 2 est une vue de droite par rapport à la figure 1. La figure 3 est une vue en élévation å plus grande échelle d'une partie de la machine. La figure 4 est une vue en plan par rapport à la figure La figure 5, enfin, est une vue à plus grande échelle de l'extrémité recourbée d'une aiguille d'injection. En se reportant aux dessins, notamment aux figures i et 3, on peut voir une machine i pour injecter, dans un gel transparent 2, au moins un cordon 3 d'un produit coloré. Ce cordon 3 peut avoir une section sensiblement constante ou etre constitue par un chapelet de gouttes. Le gel 2 est contenu dans un pot P å paroi transparente. La machine i comporte une table 4 à mouvements croisés, de préférence suivant deux directions X, Y orthogonales. Cette table 4 comporte une base 5 fixe sur laquelle est bloqué le socle 6 d'un sous-ensemble El å platine coulissante 7 suivant une direction X. Le déplacement de la platine 7 suivant la direction X est commandé par un moteur électrique 8 fixé sur le socle 6, propre å entraîner en rotation une vis 9 orientée parallèlement å la direction X et montée rotative dans le socle 6. Un écrou 10 bloqué sur la platine 7 coopère avec cette vis 9. La rotation de la vis provoque un déplacement en translation de la platine 7. Ces déplacements peuvent etre micrométriques, par le choix judicieux du pas de la vis 9. Le moteur électrique 8 est avantageusement un moteur du type pas à pas. Un tel sous-ensemble El est disponible dans le commerce. Un deuxième sous-ensemble supérieur E2, à platine coulissante il, identique au sous-ensemble El, est fixé par son socle 12 sur la platine 7 du sousensemble inférieur El. Le sous-ensemble E2 est disposé sensiblement à angle droit par rapport à El, de sorte que la platine il coulisse suivant une direction Y sensiblement orthogonale å la direction X. Les déplacements micrométriques de la platine il, suivant la direction Y, par rapport au socle 12, sont commandés par un système vis 13-écrou 14. La vis 13 est montée rotative sur le socle 12, en étant immobilisée en translation. Cette vis est entratnée en rotation par un moteur électrique 15, du type pas å pas. Un plateau 16 est monté rotatif, autour d'un axe orthogonal à la platine 11, dans une embase 17 fixée sur cette platine et comportant des moyens de guidage de la rotation du plateau 16. La platine Il est généralement horizontale et l'axe de rotation du plateau 16 est donc vertical. Des moyens d'entrainement en rotation du plateau 16 peuvent comprendre une vis sans fin 18, d'axe horizontal, entraînée en rotation, et propre à coopérer tangentiellement avec une couronne dentée extérieure 19 prévue à la périphérie du plateau 16. L'entralnement en rotation de la vis 18 est assuré par un moteur électrique 2#, notamment du type pas à pas, dont le carter est fixé. sur un bâti 21 solidaire de la platine 11. Le moteur 2# peut etre disposé avec son axe dans l'alignement de la vis sans fin 18. - La machine 1 comprend également au moins une aiguille d'injection 22, orientée sensiblement verticalement et située au-dessus de la table 4. Cette aiguille 22 est portée par la platine 23, d'un sousensemble E3, semblable à El et E2. Le socle 24 du sous-ensemble E3 est disposé de manière que la platine 23 coulisse suivant une direction Z orthogonale au plan de déplacement du plateau 16. Dans l'exemple considéré, la direction Z est verticale. Les déplacements de la platine 23 sont assurés par un moteur électrique pas à pas 25, comme pour les sous-ensembles El, E2. Le socle 24 est supporté par une traverse 26 du bâti de la machine, comme bien visible sur la figure 1. L'extrémité inférieure 27 (figure 5) de l'aiguille 22, ou de chaque aiguille, est coudée de manière å former un anglet avec un plan orthogonal à l'axe de l'aiguille 22. Cet angleC > test de préférence compris entre 2# et 7~-. Si l'on désigne par D le diamètre extérieur de l'aiguille 22, la longueur L (figure 3) de l'extrémité coudée de l'aiguille est de préférence comprise entre ~,5D et 2D (~,5DCL Une seringue d'injection 28, pour le produit coloré, est reliée par une canalisation souple 29 à l'aiguille 22. Un clapet de refoulement 3# est prévu sur la conduite de sortie de la seringue 28, une electrovalve 31 étant montée en aval de ce clapet 3#. La seringue 28 comprend un piston 32 propre å se déplacer pour refouler le produit coloré contenu dans la seringue. Le déplacement du piston 32 peut etre commandé par une platine. liée à la tige de ce piston, d'un sous-ensemble du meme type que El, E2 et E3. Le moteur électrique pas à pas 33 de ce sousensemble, qui assure les déplacements du piston 32, est asservi électroniquement. Le remplissage de la seringue 32 est réalisé a l'aide d'une canalisation 34 branchée sur la seringue par l'intermédiaire d'un clapet d'aspiration 35. La canalisation 34 est reliée à la sortie d'un bac de remplissage 36 par l'intermédiaire d'une électrovalve 37. Le bac 36 est surmonté par un couvercle mobile 38 commande par un vérin pneumatique 39. Une tubulure évent 4# munie d'une valve, traverse le couvercle 38 et débouche dans un évidement sensiblement tronconique prévu sur la face du couvercle tournée vers l'intérieur du bac de remplissage. On chasse l'air de cet espace et du bac 36 en laissant ouverte la valve du tube évent 40 et en commandant la descente du couvercle 38. Lorsque du produit coloré commence à sortir par le tube évent 4#, l'air est purgé et la valve 40 est fermée. Le remplissage de la seringue 38 peut alors etre réalisé en commandant l'ouverture de la valve 37 et le déplacement du piston 32 dans le sens qui provoque une aspiration. En début d'opération d'injection, on commande l'ouverture de la valve 31 et le déplacement du piston 32 qui provoque le refoulement du produit coloré par l'aiguille 22. On attend que l'air éventuellement contenu dans la seringue 38 soit purgé et chassé à travers cette aiguille 22 jusqu'a ce que le produit coloré arrive à l'extremite de ladite aiguille. La machine est alors prête a travailler. Un ordinateur 41 est prévu pour piloter le fonctionnement des moteurs électriques 8, 15, 2#, 25 et 33 pour permettre de réaliser le dessin souhaité avec le cordon 3, par un déplacement coordonné suivant les directions X, Y et Z, et par la rotation appropriée du plateau 16, tout en assurant l'injection du produit. La platine 23 a mouvement vertical pourrait porter E aiguilles pour un meme pot, les aiguilles étant réparties de manière a permettre de réaliser le cordon 3 et plus généralement le dessin souhaité avec une rotation de 2 La platine 23 pourrait porter q jeux d'aiguilles pour q pots, mais avec q seringues d'injection telles que 28, une seringue étant associée à chaque jeu d'aiguilles pour éviter les différences de pertes de charge qui réduisent la précision d'injection du produit coloré, qui peut etre cher. On pourrait cependant commander les pistons tels que 32 des g seringues par un même sous-ensemble. La table 4, à mouvements croisés, pourrait porter n plateaux rotatifs tels que 16 et donc n pots, un pot étant associé à chaque plateau rotatif. Le fonctionnement de la machine résulte immédiatement. des explications précédentes sans qu'il soit nécessaire d'insister sur ce sujet. En faisant donner les instructions appropriées, par l'ordinateur 41, il est possible de faire décrire à l'extrémité 27 de l'aiguille d'injection 22, ou de chaque aiguille d'injection, à l'intérieur du gel 2, toute forme de trajectoire souhaitée et donc de réaliser toutes sortes de dessins et de courbes. En particulier, le cordon 3, comme visible sur la figure 4, peut s'écarter d'une surface cylindrique coaxiale au pot contenant le gel transparent. REVENDICATIONS 1. Machine pour injecter dans un gel transparent au moins un cordon d'un produit coloré, comprenant un plateau rotatif destiné à recevoir un pot pour contenir le gel et le produit, et des moyens pour injecter le produit dans le pot, avec possibilité d'un mouvement relatif entre le plateau et les susdits moyens pour injecter le produit, suivant une direction sensiblement orthogonale au plateau, caractérisée par le fat qu'elle comporte, d'une part, une table (4) à mouvements croisés sur laquelle le plateau (16) est monté rotatif, un pot (P) rempli de gel (2) pouvant être fixé sur ce plateau, d'autre part, au moins une aiguille d'injection (22), mobile suivant une direction (Z) orthogonale au plan de déplacement du plateau (le) pour injecter le susdit produit dans le gel (2) qui se trouve déjà dans le pot, et, d'autre part enfin, des moyens de commande (8, 15, 2#, 25) pour faire déplacer, de manière coordonnée, le plateau (16) dans son planj et l'aiguille (22) suivant la direction orthogonale (Z) afin de réaliser le dessin souhaité. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les déplacements de la table (4) à mouvements croisés, suivant les deux directions (X, Y), de méme que la rotation du plateau (18 > et les déplacements de l'aiguille d'injection sont commandés par des moteurs électriques (8, 15, 2#, 25) 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les moteurs électriques sont du type pas å pas. 4. Machine selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fai-t que les moyens de commande comprennent un ordinateur (41) propre à fournir aux moteurs électriques (8, 15, 2#, 25) les instructions, selon un programme prédéterminé, pour engendrer les déplacements en vue d'obtenir le dessin souhaité. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les moyens de commande des déplacements de la table (4) à mouvements croisés comprennent un système a vis rotative (9, 13) et écrou (I~, 14) mobile en translation permettant des déplacements micrométriques. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la table å mouvements croisés est réalisées avec deux sous-ensembles (El, E2) identiques à platine coulissante (7, 11), ces ensembles étant superposés en formant ' un angle, notamment sensiblement droit, chaque sous-ensemble comprenant un socle (6, 12) dans lequel une vis (9, 13) est montée rotative, un moteur electrique pas à pas (8, 15) étant prévu pour entraîner cette vis, tandis qu'une platine (7, 11) solidaire d'un écrou (1~, 14) coopère avec la vis montée coulissante sur le socle, le sous-ensemble supérieur (E2) étant fixé sur la platine (7) du sous-ensemble inférieur (El), le plateau (16) étant monté rotatif sur la platine (il) du sous-ensemble supérieur. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'aiguille d'injection (2z) est montée sur la platine d'un troisième sousensemble (E3) à platine coulissante, semblable aux précédents (El, E2), le socle (24) de ce sous-ensemble (E3) étant disposé de manière que la platine (24) coulisse verticalement. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la platine (24) à mouvement vertical porte P aiguilles pour un même pot, ces aiguilles étant réparties de manière que le dessin (3) soit réalisé pour une rotation de 21C /g du plateau (16). 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le plateau rotatif (16) comporte une couronne dentée (19) sur sa périphérie propre à coopérer avec une vis sans fin (18) entraînée en rotation par un moteur, notamment pas à pas, pour la commande de la rotation du plateau. 1~. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'extrémité inférieure (27) de l'aiguille d'injection (22), destinée à être plongée dans le gel (2) est recourbée, notamment de manière à former un angle compris entre 2# et 7~ avec un plan orthogonal à l'axe de l'aiguille (22). 11. Procédé pour injecter dans un gel transparent (2) au moins un cordon (3) d'un produit coloré en vue de réaliser un dessin, caractérisé par le fait que l'on remplit préalablement un pot (P) avec le gel transparent (2) et qu'on injecte, dans le pot ainsi rempli, le cordon (3) de produit en faisant déplacer le pot suivant deux directions (X, Y) d'un plan et en rotation, l'injection étant réalisée avec au moins une aiguille (22) qui peut être déplacée suivant une direction (Z) orthogonale au plan de déplacement du pot.