Brevet FR3083463A1 — publié le 20200110

Description Titre de l'invention : Machine de formation de plastique symétrique et non symétrique en rotation [0001] La présente invention concerne un principe de travail d'une machine qui est produite pour un procédé de formation de plastique d'une matière première métallique. Au moyen de la présente invention, le but est de créer une géométrie finale grâce à un changement de forme de plastique continu par application d'une force hydraulique sur une matière première tournant à une certaine vitesse sur un arbre chauffée en travail à chaud à des vitesses égales ou variées depuis deux directions. [0002] Des moules sont utilisés pour obtenir une géométrie souhaitée des matières premières à usiner dans les machines de formation de plastique connues dans l'état de l'art. Les coûts liés aux moules amènent le coût total à augmenter. Également dans ces applications, des produits intermédiaires qui sont des composants de forgeage symétrique ou non symétrique ne peuvent pas être produits en une seule étape. Plus d'un appareil auxiliaire peut être requis pour cela. Cela augmente les coûts des produits intermédiaires. De surcroît, la précision géométrique est basse dans les pièces obtenues par un processus de forgeage classique ; en conséquence la quantité de matière à traiter dans la machine d'enlèvement de matière et dc temps est également proportionnellement élevée. En outre, alors que la forme souhaitée est donnée à la matière première en appliquant une force momentanée, cette force qui est appliquée devrait être commandée momentanément. [0003] Lc document brevet européen EP2952273, une application connue dans l'état dc l'art, divulgue un dispositif de forgeage destiné à usiner une pièce de fabrication qui est raccordée sur une table qui peut tourner autour d'un certain axe au moyen de galets de formage tournants. Dans le document concerné, une force de pressage est appliquée par le mouvement des galets de formage tournants vers la pièce dc fabrication, et il ne semble pas possible de pouvoir traiter des structures non symétriques sans appareil auxiliaire. Puisque le mouvement des galets dc formage ne se fait que selon l'axe horizontal, des géométries précises ne peuvent pas être acquises dans ces machines avec une seule étape. Aucune chaleur n'est appliquée sur la pièce de fabrication située sur la table tournante. En conséquence, il est difficile de réaliser un formage de plastique car de la chaleur n'est pas appliquée. [0004] L'objectif de la présente invention est de proposer une machine pour la production de composants de forgeage à la fois symétrique et non symétrique par la réalisation d'un processus de formage de plastique avec une application d'une pression continue au lieu d'un effet de martelage momentané haute pression sans utiliser de moule. 2 [0005] Un objectif supplémentaire de la présente invention est de s'assurer que la matière première subit un changement de forme plastique par application d'une force hydraulique continue depuis deux directions dans des rapports égaux ou variés à la matière première tournant à une certaine vitesse sur un arbre chauffé en formage à chaud. Dc cette manière, le produit souhaité peut être obtenu en un processus et aucun autre appareil ou aucune autre opération n'est nécessaire. En conséquence, le coût est également réduit. [0006] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne une machine de formation de plastique comprenant au moins un pôle fixe ; un pôle mobile qui est positionné de telle sorte qu'il fera un angle droit avec le pôle fixe, comprend au moins une surface supérieure et une surface inférieure ; un arbre qui est destiné à y fixer une matière première ; un moteur électrique qui est destiné à faire tourner l'arbre ; une tige dont une extrémité est raccordée à la sortie du moteur électrique et dont l'autre extrémité est raccordée à l'arbre ; et caractérisée par - au moins un système de mouvement linéaire qui est destiné au pôle mobile sc déplaçant sur un axe vertical sur le pôle fixe ; - une première barre de pression qui est positionnée sur la surface inférieure du pôle mobile, comprend un premier bras s'étendant parallèlement au pôle mobile, un deuxième bras s'étendant verticalement par rapport au premier bras, et un troisième bras comprenant une première extrémité et une seconde extrémité et raccordé au premier bras depuis sa seconde extrémité ; - une seconde barre de pression qui comprend une première et une seconde extrémité, et qui est raccordée au premier bras de manière coulissante depuis sa première extrémité ; - un actionneur qui est adapté pour déplacer la seconde barre de pression dans un axe horizontal, et raccordé au deuxième bras ; - une extrémité de contact qui est raccordée aux secondes extrémités de la seconde banc de pression et du troisième bras ; - au moins un système de commande qui est adapté pour commander le système de mouvement linéaire et l'actionneur. [0007] Selon une autre variante de réalisation, la machine de formation de plastique comprend au moins un pôle fixe ; un pôle mobile qui est positionné de telle sorte qu'il fera un angle droit avec le pôle fixe, comprend au moins une surface supérieure et une surface inférieure ; un arbre qui est destiné à y fixer une matière première ; un moteur électrique qui est destiné à faire tourner l'arbre ; une tige dont une extrémité est raccordée à la sortie du moteur électrique et dont l'autre extrémité est raccordée à l'arbre ; et caractérisée par - au moins un système de mouvement linéaire qui est destiné au pôle mobile se 3 déplaçant sur un axe vertical sur le pôle fixe ; - une première barre de pression qui est positionnée sur la surface inférieure du pôle mobile, comprend un premier bras s'étendant parallèlement au pôle mobile, un deuxième bras et un troisième bras s'étendant verticalement par rapport au premier bras ; - deux secondes barres de pression qui comprennent une première et une seconde extrémité, et qui sont raccordées au premier bras de manière coulissante depuis sa première extrémité ; - un actionneur qui est adapté pour déplacer les secondes barres de pression dans un axe horizontal, et raccordé au deuxième bras et au troisième bras ; - une extrémité de contact raccordée aux secondes extrémités des secondes barres de pression et se faisant face ; - au moins un système de commande qui est adapté pour commander le mécanisme de mouvement linéaire et l'actionneur. [0008] Selon un autre mode de réalisation, la machine comprend un système à deux mouvements linéaires qui est destiné à permettre le mouvement de deux pôles fixes raccordés l'un à l'autre avec un pôle intermédiaire depuis le dessus et le pôle mobile dans un axe vertical. [0009] Selon un autre mode de réalisation, la machine comprend un système à deux mouvements linéaires qui comprend un moteur linéaire et un premier palier à glissière linéaire entraîné par le moteur linéaire, ménagé entre le pôle fixe et le pôle mobile et comprenant un mécanisme de rail. [0010] Selon un autre mode de réalisation, le troisième bras a la forme d'un « L ». [0011] Selon un autre mode de réalisation, un second palier à glissière linéaire est ménagé entre la première barre de pression et le pôle mobile de sorte que la première barre de pression puisse se déplacer sur le pôle mobile dans un axe horizontal. [0012] Selon un autre mode de réalisation, la première barre de pression est fixée au pôle mobile. [0013] Selon un autre mode de réalisation, la seconde barre de pression comprend un quatrième bras s'étendant parallèlement au premier bras et un cinquième bras raccordé audit quatrième bras et s'étendant vers le plancher. [0014] Selon un autre mode de réalisation, l'actionneur est un piston hydraulique, un piston pneumatique, ou un piston électrique. [0015] Selon un autre mode de réalisation, l'arbre comprend des plaques chauffantes placées sur sa surface interne. [0016] Selon un autre mode de réalisation, au moins un piston d'arrêt est destiné à limiter le mouvement du pôle mobile dans la direction verticale dans le cas où la machine de formation de plastique ne fonctionne pas. [0017] Une machine de formage de plastique symétrique et non symétrique en rotation dé- veloppée afin d'atteindre l'objectif de la présente invention est illustrée sur les figures annexées, dans lesquelles [0018] [fig.1] est une vue de face d'une machine de formage de plastique symétrique en rotation. [0019] [fig.2] est une vue de face d'une machine de formage de plastique non symétrique en rotation. [0020] [fig.3] est une vue de face d'une machine de formage de plastique symétrique et non symétrique en rotation avec deux sources d'alimentation hydraulique. [0021] [fig.4] est un organigramme de transfert de données d'unité de commande. [0022] Une machine de formage de plastique en rotation 1, qui est destinée à traiter une matière avec une géométrie finale symétrique ou non symétrique, comprend essentiellement au moins un pôle fixe 2, - un pôle mobile 3 qui est positionné de telle sorte qu'il fera un angle droit avec le pôle fixe 2, comprend au moins une surface supérieure et une surface inférieure, - au moins un système de mouvement linéaire 4 qui est destiné au pôle mobile 3 se déplaçant sur un axe vertical sur le pôle fixe 2, - au moins une première barre de pression 6 qui comprend un premier bras s'étendant parallèlement au pôle mobile 3 ; un deuxième bras s'étendant verticalement par rapport au premier bras ; un troisième bras comprenant une première extrémité et une seconde extrémité, raccordé au premier bras depuis sa seconde extrémité ; et qui est positionné sur la surface inférieure du pôle mobile 3, - une seconde barre de pression 7 qui comprend une première et une seconde extrémité, et qui est raccordée au premier bras 6.1 de manière coulissante depuis sa première extrémité, - un actionneur 5 qui est adapté pour déplacer la seconde barre de pression 7 dans un axe horizontal, et raccordé au deuxième bras 6.2, - une extrémité de contact 8 qui est raccordée aux secondes extrémités de la seconde banc de pression 7 et du troisième bras 6.3, - un arbre 9 qui est destiné à y fixer une matière première, - un moteur électrique 11 qui est destiné à faire tourner l'arbre 9, - une tige 12 dont une extrémité est raccordée à la sortie du moteur électrique et dont l'autre extrémité est raccordée à l'arbre, - au moins un système de commande 15 qui est adapté pour commander le système de mouvement linéaire 4 et l'actionneur 5. [0023] Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la machine de formage de plastique 1 qui assure un traitement symétrique de matières plastiques est montrée sur la figure 1, laquelle comprend un pôle fixe 2 de préférence fixé sur un plancher Z, et un pôle mobile 3 qui y est positionné de telle sorte qu'il fera un angle droit avec le pôle fixe 2. Un système de mouvement linéaire 4 permet le mouvement du pôle mobile 3 dans un axe vertical. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il existe deux pôles fixes 2 qui sont raccordés l'un à l'autre depuis le dessus au moyen d'un pôle intermédiaire, et deux systèmes de mouvement linéaire 4 afin d'assurer un mouvement du pôle mobile 3 dans l'axe vertical. [0024] Dans le mode de réalisation préféré de ledit système de mouvement linéaire 4 comprend un moteur linéaire 4.1 et un premier palier à glissière linéaire 4.2 qui est entraîné par le moteur linéaire 4.1, ménagé entre le pôle fixe 2 et le pôle mobile 3 et qui comprend un mécanisme de rail. [0025] Il existe un premier bras de pression 6 positionné sur la surface inférieure du pôle mobile 3. Ledit premier bras de pression 6 est composé de trois pièces raccordées les unes aux autres. Ces pièces sont un premier bras 6.1 s'étendant parallèlement au pôle mobile 3, comprenant une première extrémité et une seconde extrémité ; un deuxième bras 6.2 s'étendant depuis la première extrémité du premier bras 6.1 vers le plancher Z ; et un troisième bras 6.3 s'étendant depuis la seconde extrémité du premier bras 6.1 vers le plancher Z, de préférence ayant la forme d'un « L ». De préférence, le premier bras, le deuxième bras et le troisième bras sont monoblocs. [0026] La première barre de pression 6 est raccordée au pôle mobile 3 au moyen d'un second palier à glissière linéaire 14 situé entre eux de sorte que la première barre de pression 6 puisse se déplacer sur l'axe horizontal sur le pôle mobile 3. [0027] Au fond de la première barre de pression 6, se trouve une seconde barre de pression 7 avec une extrémité de contact raccordée à sa première extrémité. [0028] Dans un mode de réalisation de la présente invention, ladite seconde barre de pression 7 comprend de préférence un quatrième bras 7.1 s'étendant parallèlement au premier bras 6.1, et un cinquième bras 7.2 raccordé à ce quatrième bras 7.1, s'étendant vers le plancher Z. De préférence, ledit quatrième bras 7.1 et le cinquième bras 7.2 sont fabriqués en monobloc. [0029] Afin d'assurer un mouvement du premier bras 6.1 et de la seconde barre de pression 7 dans un axe horizontal, en d'autres termes pour les rapprocher l'un de l'autre et les éloigner l'un de l'autre, il existe un actionneur 5. Alors que l'actionneur 5 est raccordé depuis une extrémité au deuxième bras 6.2 de la première barre de pression 6, il est raccordé depuis son autre extrémité au cinquième bras 7.2 de la seconde barre de pression 7. L'actionneur 5 est de préférence un piston hydraulique ; il peut également s'agir d'un piston pneumatique ou d'un piston électrique. [0030] 11 existe des extrémités de contact 8 s'étendant en correspondance depuis une extrémité du troisième bras 6.3 et une extrémité du cinquième bras 7.2, et ayant une structure fixe ou tournante. Une matière première 10 est placée entre les extrémités de 6 contact 8 de la première barre de pression 6 et dc la seconde barre de pression 7 se déplaçant lors du fonctionnement de l'actionneur 5 afin d'être traitée périphériquement. Ladite matière première 10 est enroulée autour d'un arbre 9 régulé en température et rotatif pour un traitement périphérique. Afin de faciliter le traitement de la matière première 10, sa température est régulée via des plaques chauffantes non montrées sur les figures placées sur la surface interne de l'arbre 9. Le mouvement de l'arbre 9 est assuré par un moteur électrique 11 via une tige 12 en prise sur l'arbre. La force appliquée par l'actionneur 5 est transférée uniformément sur la matière première 10 par le biais des extrémités dc contact 8 raccordées à la première barre de pression 6 et à la seconde barre de pression 7. Grâce à la répartition uniforme de la force sur la première barre de pression 6 et la seconde barre de pression 7, on s'assure d'un traitement symétrique dc la matière première 10. [0031] La machine de formage de plastique 1 comprend un système de commande 15. Ledit système de commande 15 commande la position du pôle mobile 3, la position de la première barre de pression 6 et de la seconde barre de pression 7, et la force à transférer à la matière première 10 pour être traitée via les extrémités de contact 8 raccordées auxditcs barres en commandant le système de mouvement linéaire 4 et le fonctionnement de l'actionneur. [0032] Dans le cas où la machine ne fonctionne pas, le mouvement du pôle mobile 3 dans la direction verticale est limité de préférence au moyen des pistons d'arrêt 13 positionnés sur le pôle fixe 2. [0033] Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, la machine de formage de plastique 1 est montrée sur la figure 2, dans laquelle une géométrie finale non symétrique de la matière première 10 est obtenue. Dans ce mode de réalisation, contrairement au premier mode de réalisation décrit ci-dessus, la première barre de pression 6 est fixée au pôle mobile 3 ; ainsi, son mouvement horizontal est empêché. La force appliquée par l'actionneur 5 sur la seconde barre de pression 7 est transférée à l'extrémité de contact 8 raccordée au cinquième bras 7.2 de la seconde barre de pression 7, et ainsi on permet le traitement de la matière première 10. [0034] Une machine de formage de plastique 1 utilisée dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention est montrée sur la figure 3, et comprend essentiellement - au moins un pôle fixe 2, - un pôle mobile 3 qui est positionné de telle sorte qu'il fera un angle droit avec le pôle fixe 2, comprend au moins une surface supérieure et une surface inférieure, - un moteur vertical linéaire et au moins un système de mouvement linéaire 4 qui sont destinés au pôle mobile 3 se déplaçant sur un axe vertical sur le pôle fixe 2, - une première barre de pression 6 qui est positionnée sur la surface inférieure du pôle mobile 3, comprend un premier bras 6.1 s'étendant parallèlement au pôle mobile 7 3, un deuxième bras 6.2 et un troisième bras 6.3 s'étendant verticalement par rapport au premier bras 6.1, - deux secondes barres de pression 7 qui comprennent une première et une seconde extrémité, et qui sont raccordées au premier bras 6.1 de manière coulissante depuis sa première extrémité, - un actionneur 5 qui est adapté pour déplacer les secondes barres de pression 7 dans un axe horizontal, et raccordé au deuxième bras 6.2 et au troisième bras 6.3, - une extrémité de contact 8 raccordée aux secondes extrémités des secondes barres de pression 7 et se faisant face, - un arbre 9 qui est destiné à y fixer une matière première, - un moteur électrique 11 qui est destiné à faire tourner l'arbre 9, - une tige 12 dont une extrémité est raccordée à la sortie du moteur électrique et dont l'autre extrémité est raccordée à l'arbre, - au moins un système de commande 15 qui est adapté pour commander le mécanisme de mouvement linéaire 4 et l'actionneur 5. [0035] La géométrie finale symétrique ou non symétrique de la matière première 10 est obtenue au moyen de la machine de formage de plastique 1 utilisée dans ce mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, contrairement au premier mode de réalisation, l'actionneur 5 raccordé au deuxième bras et l'équivalent de la seconde barre de pression 7 raccordé au premier bras sont positionnés sur le côté opposé symétrique à l'axe vertical. Dans ce mode de réalisation, contrairement à d'autres modes de réalisation, au lieu d'obtenir une géométrie symétrique avec une tige de pression à deux mouvements utilisant un seul actionneur 5 figure 1, ou d'obtenir une géométrie non symétrique en utilisant une barre fixe à un seul mouvement figure 2 ; des géométries de pièce à la fois symétriques et non symétriques peuvent être obtenues au moyen d'un transfert de force de façon égale ou dans des rapports différents par rapport à la première barre de pression 6 ou la seconde barre de pression 7 en utilisant deux actionneurs 5 différents. [0036] Dans ce mode de réalisation de l'invention, ledit système de mouvement linéaire 4 comprend un moteur linéaire 4.1 et un premier palier à glissière linéaire 4.2 qui est entraîné par le moteur linéaire 4.1, ménagé entre le pôle fixe 2 et le pôle mobile 3 et qui comprend un mécanisme de rail. [0037] La première barre de pression 6 est fixée au pôle mobile 3. Au fond de la première barre de pression 6, se trouvent deux secondes barres de pression 7 et chaque extrémité de contact 8 est raccordée à chaque extrémité des secondes barres de pression. Dans un mode de réalisation de la présente invention, lesdites secondes ban-es de pression 7 comprennent de préférence un quatrième bras 7.1 s'étendant parallèlement au premier bras 6.1, et un cinquième bras 7.2 raccordé à ce quatrième bras 7.1, s'étendant vers le 8 plancher Z. [0038] Afin d'assurer le mouvement des secondes barres de pression 7 sur l'axe horizontal, en d'autres ternies pour les rapprocher l'une de l'autre et les éloigner l'une de l'autre, se trouve un actionneur 5 qui est raccordé séparément à ces secondes barres de pression 7. Alors que les actionneurs 5 sont raccordés depuis une extrémité au deuxième bras 6.2 et au troisième hras 6.3 de la première barre de pression 6, il est raccordé depuis son autre extrémité au cinquième hras 7.2 de la seconde barre de pression 7. L'actionneur 5 est de préférence un piston hydraulique ; il peut également s'agir d'un piston pneumatique ou d'un piston électrique. [0039] Une matière première 10 est placée entre les extrémités de contact 8 des secondes barres de pression 7 lors du fonctionnement de l'actionneur 5 afin de pouvoir être traitée périphériquement. Ladite matière première 10 est enroulée autour d'un arbre 9 régulé en température et rotatif pour un traitement périphérique. Afin de faciliter le traitement de la matière première 10, sa température est régulée via des plaques chauffantes non montrées sur les figures placées sur la surface interne de l'arbre 9. Le mouvement de l'arbre 9 est assuré par un moteur électrique 11 via une tige 12 en prise sur l'arbre. La force appliquée par l'actionneur 5 est transférée uniformément sur la matière première 10 par le biais des extrémités de contact 8 raccordées aux secondes barres de pression 7. Grâce à la répartition uniforme de la force sur les secondes barres de pression 7, on s'assure de traiter symétriquement la matière première 10. [0040] Dans le mode de réalisation montré sur la figure 3, dans le cas où la même quantité de force est transférée par deux actionneurs différents 5, la géométrie de pièce symétrique est obtenue, et dans le cas où des quantités de force différentes sont transférées, la géométrie de pièce non symétrique est obtenue. Lorsque le troisième mode de réalisation de la figure 3 dans lequel deux actionneurs différents 5 sont utilisés est comparé au deuxième mode de réalisation sur la figure 2 dans lequel un seul actionneur 5 et un troisième bras 6.3 appliquant une pression constante sont utilisés, des géométries non symétriques peuvent être obtenues plus facilement car les secondes barres de pression 7 peuvent répartir une force en différentes quantités. [0041] La machine de formage de plastique 1 comprend un système de commande 15. Ledit système de commande 15 commande la position du pôle mobile 3, la position des secondes barres de pression 7, et la force à transférer à la matière première 10 pour être traitée via les extrémités de contact 8 raccordées auxdites barres en commandant le système de mouvement linéaire 4 et le fonctionnement des actionneurs 5. [0042] Dans le cas où la machine de formage de plastique 1 ne fonctionne pas, le mouvement du pôle mobile 3 dans la direction verticale est limité de préférence au moyen des pistons d'arrêt 13 positionnés sur le pôle fixe 2. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]