Brevet FR2654974A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation d'une machine de production en continu de panneaux à partir d'une poudre agglomérée sous pression, ou fondue sous pression. On connait des dispositifs d'alimentation en poudre pour les presses de fabrication de pièces en matériau fritté qui, d'une manière générale, sont constitués par un tiroir mobile entre une position de chargement et une position d'alimentation d'un moule, par exemple parallélépipédique, ouvert en partie supérieure, par laquelle l'alimentation s'opère et au travers de laquelle est effectuée la compression du matériau pulvérulent au moyen d'un piston descendu par la presse dans le moule. Grâce à ce type de dispositifs, on tranfère le contenu du tiroir dans le moule par gravité, en ayant placé le tiroir au-dessus de l'ouverture du moule et en faisant coulisser le fond mobile de ce tiroir pour l'escamoter. Cette technique est bien adaptée au remplissage de moules qui sont relativement hauts par rapport aux dimensions de l'ouverture. Pour déposer des couches minces, le coulissement perturbe l'arrangement en couche régulière de la couche à déposer et celle-ci n'est plus d'épaisseur constante au fond du moule ou sur le plateau qui le recoit. Par ailleurs, lorsque la surface à recouvrir d'une couche régulière de matériau pulvérulent est importante, le coulissement du fond du tiroir prend un certain temps qui peut ne plus être négligeable par rapport aux autres étapes de fabrication du panneau, voire qui constitue l'opération la plus longue du cycle de fabrication, conditionnant ainsi la capacité maximale de la machine. L'invention est relative à l'alimentation d'une presse fonctionnant pas à pas pour fabriquer en continu des plaques de matière plastique à haut poids moléculaire, dans laquelle le matériau de base est de la poudre qu'il faut déposer sur une surface correspondant, pour l'une de ses dimensions, à la valeur du pas de progression de la machine, et pour l'autre dimension à la largeur de la plaque à fabriquer. Typiquement, ces dimensions sont de l'ordre de 500 mm pour l'une et 1250 mm pour l'autre. L'épaisseur de la plaque peut être de 3 mm à 100 mm et plus. On sait par ailleurs que le volume de la poudre est égal à environ deux à trois fois le volume du produit fini, ce qui signifie que pour une plaque de 3 mm d'épaisseur, il faut déposer une couche de poudre égale à environ 10 mm et ce, de manière regulière sur la surface importante en cause. Pour fabriquer une plaque de 100 mm d'épaisseur, il faut en revanche déposer 300 mm de poudre, et ce le plus rapidement possible. L'invention entend proposer un perfectionnement à ce type connu de dispositif d'alimentation, permettant le dépôt, soit d'une couche mince régulière, soit le dépôt rapide d'une couche épaisse. A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif d'alimentation d'une presse de fabrication de plaques à partir d'un matériau pulvérulent, comprenant un conteneur de dosage de la quantité de matériau, constitué par un fond de surface égale à la surface de la plaque à réaliser et par des parois latérales délimitant le périmètre de cette plaque, le conteneur étant mobile entre une position de remplissage et une position de déchargement, cette dernière étant située à l'aplomb de l'organe de la presse sur laquelle la couche de matériau pulvérulent est constituée, le fond étant monté escamotable par rapport aux parois latérales pour, dans une première position, obturer la partie inférieure du conteneur, et, dans une seconde position, dégager l'ouverture inférieure de ce conteneur afin de permettre le déchargement par le bas du matériau pulvérulent. Le fond comporte, selon l'invention, une partie fixe pourvue d'orifices et une partie mobile par rapport à la partie fixe qui, dans une première position, obture les orifices, et dans une seconde position, découvre ceux-ci pour permettre la chute du produit. Cette disposition présente l'avantage d'offrir un moyen de retenue du produit pulvérulent, réparti sur la totalité du fond lorsque sa paroi mobile est escamotée, ce qui dans les appareils connus n'était assuré que par les parois latérales du conteneur. On évite ainsi une accumulation du produit contre cette paroi qui détruit l'égale répartition du produit sur la machine de confection des plaques. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie fixe est constituée par une paroi alvéolaire qui ne présente, sur sa face supérieure que des arêtes. Dans une première variante de ce mode de réalisation, chaque alvéole est délimité par une cloison d'épaisseur petite par rapport à la section de l'alvéole, tandis que la partie mobile du fond est constituée par une plaque pleine coulissante sous la paroi alvéolaire entre une première position d'obturation où elle s'étend entièrement sous cette paroi en obturant tous les alvéoles, et une seconde position où elle découvre tous les alvéoles. Dans ce cas, on comprend que le coulissement de la paroi pleine du fond ne peut pas entraîner l'accumulation du produit qui repose sur elle, du côté de la paroi latérale sous laquelle le fond glisse, ce produit étant bloqué par quantités élémentaires dans chaque alvéole de la paroi fixe.Compte tenu de la grande section de passage du produit, simplement diminuée de l'épaisseur des cloisons des alvéoles, le temps que prend cette opération est sensiblement égal au temps qu'il faut pour déplacer la plaque glissante pour découvrir totalement les alvéoles. Dans une seconde variante de ce mode de réalisation, chaque orifice ou alvéole est délimité par des faces convergentes vers le bas, la surface supérieure de la partie fixe ne contenant que les arêtes d'intersection de ces faces avec les faces adjacentes des alvéoles voisins, la partie mobile du fond étant constitué par une plaque munies d'orifices de sections identiques à celles inférieures des alvéoles ou orifices de la partie fixe, mobile entre une position dans laquelle les orifices de la plaque sont en correspondance avec ces sections inférieures, et une autre position dans laquelle les orifices de cette plaque sont décalés par rapport aux orifices fixes et n'en sont pas sécants. Cette disposition permet une ouverture quasi-instantanée du conteneur de dosage pour l'alimentation de la presse. Le temps mis pour cette alimentation sera alors dépendant essentiellement de la section de passage de chaque alvéole, et de la quantité de matériau a alimenter. Cette solution sera préférée pour l'alimentation de faibles quantités de matériau (pour une surface donnée du fond du conteneur), la précédente variante étant plutôt destinée à l'alimentation d'une hauteur importante de matériau, le temps de coulissement de la partie du fond pouvant être petit devant le temps d'écoulement du matériau au travers des orifices. Dans un mode particulier de réalisation de cette seconde variante, le fond comporte une série supérieure de barres parallèles, de section triangulaire, dont le sommet est tourné vers le haut et dont la base est d'une largeur légèrement supérieure à l'espacement de ces barres mesuré à leur base, et un jeu inférieur de barres, dont la face tournée vers le haut est de largeur au plus égale à celle de la base des barres supérieures et est supérieure à l'espacement à la base de ces barres supérieures, l'écartement des barres inférieures et supérieures étant égal, le jeu de barres inférieures étant mobile par rapport à la série de barres inférieures, par coulissement dans le plan de la base des barres supérieures, dans un sens perpendiculaire à leur direction longitudinale, sur une amplitude égale au demi-écartement des barres mesuré au niveau de leur sommet.Dans le même esprit, ce peut être la série de barres supérieures qui soit mobile et le jeu de barres inférieures qui soit fixe, bien que dans oe cas, le produit en petite épaisseur soit également déplacé avec les barres supérieures et de ce fait dérangé. L'invention sera mieux comprise au cours de la description de deux variantes de réalisation, donnée ci-après à titre d'exemple, qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant la généralité d'un dispositif d'alimentation auquel s'appliquent les dispositions de l'invention, - la figure 2 représente un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 3 est une autre réalisation de ce dispositif - la figure 4 représente un détail de la figure 3. Sur ces figures, on a représenté un dispositif d'alimentation d'un moule 1 en matériau pulvérulent 2, destiné à être comprimé par une presse 3. Le moule 1 est ici représenté schématiquemment sous la forme d'un boîtier parallélépipédique capable de recevoir le plateau 4 de la presse 3 par une ouverture supérieure la. Cette représentation est symbolique de tous les modes de réalisation pouvant exister, et notamment ceux dans lesquels le moule comprend un fond mobile pas à pas d'entraînement du matériau comprimé par la presse, en direction d'autres postes de traitement, comme par exemple un poste de chauffage sous pression suivi d'un poste de refroidissement. Ces dispositions se rencontrent dans la fabrication de plaques en polyéthylène haute densité. L'approvisionnement en poudre du moule 1 est réalisé au moyen d'une sorte de tiroir 5 qui possède une paroi latérale 6 délimitant un contour identique au périmètre du moule ll et un fond 7 qui peut être escamoté notamment par coulissement. Pour charger le moule 1, on remplit le tiroir 5 avec la quantité nécessaire de poudre. Ce chargement est réalisé dans une position du tiroir 5 en dehors de la presse 3,4, le tiroir étant mobile comme le montrent les flèches A et B de la figure l. Le tiroir ainsi chargé d'une poudre qui y est uniformément répartie, est placé à l'aplomb du moule 1. Le fond 7 est alors tiré dans le sens indiqué par la flèche C. La poudre au dessus de ce fond tombe à peu près uniformément dans le moule 1, surtout si l'épaisseur de produit dans le tiroir est importante.Le moule étant chargé, on retire le tiroir de sa position à l'aplomb du moule pour le ramener (flèche B) dans sa position de chargement, où après avoir repoussé le fond sous la paroi latérale 6 (flèche D), on procède à un nouveau remplissage avec égalisation du niveau de produit. Ce mode opératoire avec ces moyens, ne présenté aucune difficulté lorsqu'il s'agit de petites quantités transférées, sous un volume ayant des dimensions semblables dans les trois directions de l'espace. Ceci n'est plus du tout le cas si l'épaisseur du produit dans le tiroir est faible par rapport à la surface de son fond. C'est le cas d'application rencontré lorsque l'on veut fabriquer des plaques de grande largeur, dans une machine pas à pas et dont le pas est assez important.Il est nécessaire de disposer dans le fond du moule d'une couche de poudre uniforme pour éviter un pressage gauche de cette couche qui gauchirait toutes les applications de plateaux presseurs successifs et, dans le cas d'une fabrication continue, la fabrication d'une plaque à surfaces non-parallèles, dont une face présenterait des décrochements successifs inacceptables. La figure 2 est une vue en coupe schématique d'une première réalisation du dispositif selon l'invention, permettant de remédier au problème de transfert d'un matériau pulvérulent en couche mince. On retrouve sur cette figure la plupart des éléments déjà décrits avec les mêmes réferences. Le tiroir 5 comporte un fond en deux parties : une partie fixe 8, ici formée par une paroi alvéolaire de faible hauteur et une plaque coulissante 9 pouvant coulisser sous la paroi alvéolaire 8 comme le fond 7 de la figure 1 (flèches C et D), pour ouvrir et fermer le tiroir. Cette paroi alvéolaire aura une section pleine la plus faible possible par rapport à celle de l'ouverture complète du tiroir de manière à constituer l'obstacle le plus faible possible à la chute du produit dans le moule 1, et donc à ne pas freiner son écoulement.On comprend que les alvéoles de la paroi 8 sont autant de moyens de retenue du produit contre l'action d'entraînement qu il subit du fait du mouvement de la plaque 9. Ainsi empèche-t-on une accumulation de la poudre le long d'un côté du tiroir qui se traduira par une épaisseur du produit dans le moule plus grande du côté du produit tombé en dernier. La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation de l'invention, dans lequel le fond du tiroir 5 est également en deux parties 10 et 11. La partie fixe du fond est ici la partie 10, constituée par une série de barres parallèles 12 (voir figure 4), reliées entre elles par des barres de liaison 13 perpendiculaires de section mince, terminées par une arête supérieure et s'étendant jusqu'à la base des barres 12, de sorte que soient définis des orifices 14 entre les barres de ce réseau formant une grille. La section triangulaire de ces barres, dont le sommet est tourné vers le haut et la forme des barres 13 permettent de limiter chaque orifice 14 par des parois convergentes. De cette manière, aucune particule de poudre ne sera retenue par la grille 10. Les orifices 14 sont obturables par un dispositif de fermeture coulissant sous la base des barres 12. Ce dispositif est constitué, dans l'exemple représenté, par un jeu de barres 15, parallèles aux barres 12 et reliées entre elles pour faire une grille 1 Chacune des barres 15 peut être de section quelconque et doit présenter une face supérieure de largeur supérieure a la largeur des orifices 14 mesurée à la base des barres 12, mais au plus égale à la largeur de la base de ces barres 12. L'écartement de deux barres 15 consécutives est égal à celui E séparant deux barres 12, si bien qu'en déplaçant les barres 15 de la valeur d'un demi-écartement, elles passent d'une position où elles sont masquées sous les barres 12 à une position où elles obturent les orifices 14.Le temps de ce déplacement est très court si bien qu'il n'intervient pratiquement pas dans le temps de remplissage du moule. Cet avantage est notamment sensible lors de la réalisation de couches peu épaisses. Une variante non représentée de l'invention consisterait a prévoir, en guise de grille supérieure une plaque fixe relativement épaisse et perforée d'orifices pyramidaux (par exemple à base carrée ou hexagonale) qui, divergents vers le haut, seraient adjacents dans la face supérieure de cette plaque le long d'arêtes ne laissant subsister aucune portion de surface plane entre les orifices. Les deux solutions proposées par l'invention pour assurer l'alimentation d'une presse à fabriquer des panneaux sont concurrentes pour les épaisseurs moyennes. Pour les faibles épaisseurs, c'est la solution des figures 3 et 4 qui s'imposent. Pour les fortes épaisseurs la solution selon la figure 2 trouve avantage car si le temps de manoeuvre de l'obturateur est relativement long, les sections de passage des alvéoles sont, toutes choses égales par ailleurs, beaucoup plus importantes que dans l'autre solution et le temps d'écoulement du produit, beaucoup plus court. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'alimentation d'une presse (3,4) de fabrication de plaques à partir d'un matériau pulvérulent (2), comprenant un conteneur (5) de dosage de la quantité de matériau constitué par un fond (7) de surface égale à la surface de la plaque à réaliser et par des parois latérales (6) délimitant le périmètre de cette plaque, le conteneur étant mobile entre une position de remplissage et une position de déchargement, cette dernière étant située à l'aplomb de l'organe de la presse (1) sur laquelle la couche de matériau pulvérulent (2) est constituée, le fond (7) étant monté escamotable par rapport aux parois latérales (6), pour, dans une première position, obturer la partie inférieure du conteneur, et, dans une seconde position, dégager l'ouverture inferieure de ce conteneur afin de permettre le déchargement par le bas du matériau pulvérulent (2), caractérisé en ce que le fond comporte une partie fixe (8,10) pourvue d'orifices et une partie mobile (9,11) par rapport à la partie fixe qui, dans une première position, obture les orifices, et dans une seconde position, découvre ceux-ci pour permettre la chute du produit. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie fixe (8) est constituée par une paroi alvéolaire qui ne présente, sur sa face supérieure que des arêtes. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque alvéole étant délimité par une cloison d'épaisseur petite par rapport à la section de l'alvéole, la partie mobile du fond est constituée par une plaque pleine (9) coulissante sous la paroi alvéolaire (8) entre une première position d'obturation où elle s'étend entièrement sous cette paroi en obturant tous les alvéoles, et une seconde position où elle découvre tous les alvéoles. 4 - Dispositif selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque orifice (14) ou alvéole est délimité par des faces convergentes vers le bas, la surface supérieure de la partie fixe ne contenant que les arètes d'intersection de ces faces avec les faces adjacentes des alvéoles voisins, la partie mobile (11) du fond étant constitué par une plaque munies d'orifices de sections identiques à celles inférieures des alvéoles ou orifices de la partie fixe, mobile entre une position dans laquelle les orifices de la plaque sont en correspondance avec ces sections inférieures, et une autre position dans laquelle les orifices de cette plaque sont décalés par rapport aux orifices fixes et n'en sont pas sécants. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond comporte une série supérieure de barres parallèles (I 2), de section triangulaire, dont le sommet est tourné vers le haut et de base d'une largeur légèrement supérieure à l'espacement de ces barres à leur base, et un jeu inférieur de barres (in), dont la face tournée vers le haut est de largeur au plus égale à celle de la base des barres supérieures (12) et est supérieure à l'espacement de ces barres supérieures, l'écartement des barres inférieures (15) et supérieures (12) étant égal, l'un des série et jeu de barres étant mobile par rapport à l'autre par coulissement, dans un sens perpendiculaire à leur direction longitudinale, sur une amplitude égale au demi-écartement des barres.