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BOUCHONS, RONDELLES ET ARTICLES ANALOGUES, MOULES EN PULPE, AINSI QUE MACHINE
ET PROCEDE POUR LEUR FABRICATION.
Cette invention a trait à des perfectionnements relatifs aux articles en pulpe, moulés, de dimension relativement petite, tels que bouchons, rondelles, disques, qui doivent être produits en grande quantité et moyennant un prix peu élevé, de même qu'à une machine et à un procédé pour leur fabrication.
Aux fins de la présente demande de brevet, on expose l'invention relativement à la production de rondelles de bourre moulées, en pulpe, destinées à être employées dans des projectiles et munitions pour petites armes. Il est bien entendu, toutefois, que cet exposé est donné à titre d'exemple et n'est nullement limitatif et que les principes de cette invention sont applicables à la production d'autres articles moulés, en pulpe.
Les rondelles pour projectiles, du type précité, ont été utilisées pour répondre aux exigences de la balistique, pour la décharge efficace des particules de mitraille par l'explosion de la charge du projectile.
Bien que les rondelles faites de pulpe cellulosique soient moins coûteuses que la plupart de celles faites des autres matières dont on dispose, les rondelles ou bouchons cellulosiques utilisés jusqu'ici manquent des caractéristiques physiques désirées pour être acceptables ou entièrement satisfaisants dans le rôle qu'ils ont à remplir.
L'objet principal de cette invention est de fournir une machine efficiente et de faible encombrement ainsi qu'un procédé pour la production économique de bouchons, rondelles et autres articles moulés, en pulpe, qui évitent les difficultés énoncés plus haut; l'invention vise également à fournir une forme améliorée de tels articles. D'autres objets et avantages apaaraltront à mesure que se développera la description.
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Les dessins ci-annexés illustrent une forme de mise en oeuvre préférée de cette invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'une rondelle pour projectile conforme à la présente invention;
La figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie de la rondelle représentée à la figure 1, montrant la structure feutrée de ladite rondelle;
Les figures 3 à 6 inclus sont des vues schématiques illustrant des phases successives de la fabrication de la rondelle moulée, en pulpe, vi- sible aux figures 1 et 2; la figure 7 est une vue en élévation en bout et de face, en partie brisée, d'une machine à mouler la pulpe conforme à l'invention, comme il est nécessaire pour la compréhension de celle-ci, et la figure 8 est une vue à angle droit par rapport à la repré- sentation de la figure 7, partiellement en coupe.
Suivant la présente invention, on obtient un bouchon ou ron- delle cellulosique fibreux, hautement résistant à la désintégration, lorsque le bouchon a l'extérieur formé d'une couche feutrée s'étendant pratiquement complètement sur toute la surface du bouchon. A cette fin, le bouchon est feutré ou agglutiné tout d'abord sous forme d'une cuvette ayant une hauteur supérieure à la hauteur désirée; après quoi, les parties supérieures de la cuvette sont repliées ensemble et sont abaissées dans le creux de la cuvette pour s'y entremêler. Les fibres externes montrées en 13 à la figure 2 forment donc un récipient comparable à une capsule, pour le bouchon, et rendent celui-ci fortement résistant à la décomposition ou à la désintégration.
Pour le moulage ou façonnage du bouchon faisant l'objet de l'invention, on peut employer une matrice ou deux éléments, l'un mâle et l'autre femelle. La partie femelle est constituée par un cylindre non per- foré, fixe, contenant un manchon fixe, dont il est espacé et qui présente; à sa circonférence, des perforations d'écoulement. Un élément tubulaire, dont l'extrémité supérieure est fermée mais perforée, peut coulisser axialement dans ledit manchon. Lorsqu'on façonne le bouchon, l'élément tubulaire se trouve à sa fin de course vers le bas et constitue le fond de la matrice.
Après le façonnage de l'article, l'élément tubulaire est déplacé vers le haut, traversant le manchon, pour amener l'article façonné hors du manchon, en position d'enlèvement de la machine.
L'élément mâle de la presse est constitué par un élément creux, fermé mais perforé à son extrémité inférieure, et il est de dimension telle qu'il puisse coulisser librement pour entrer dans le manchon perforé de l'élément femelle en alignement et pour en sortir.
La matière de charge, sous forme d'une boue ou pâte de pulpe fibreuse, peut être amenée aux éléments femelles par un réservoir animé d'un mouvement alternatif vertical. Pour la position élevée du réservoir, l'élé- ment femelle est immergé dans le mélange aqueux de pulpe. Lorsque le réser- voir est descendu, l'alimentation dudit élément en matière est coupée. Après que le bouchon a été formé et partiellement séché dans l'élément femelle, l'élément mâle est introduit et est abaissé pour comprimer l'article façonné, puis il est retiré.
L'élément tubulaire, formant fond, de la partie femelle est alors soulevé pour le retrait de l'article façonné du manchon fixe et l'article est enlevé dudit élément tubulaire par un dispositif de transport à mouvement alternatif horizontal, qui est avancé en une position légèrement supérieure à celle des articles façonnés, soulevés. Après que les articles ont été amenés au dispositif de transport, celui-@i est retiré et les élé- ments tubulaires sont abaissés vers leur position initiale pour le façonnage d'un autre article. Les articles façonnés peuvent être déchargés du disposi- tif de transport sur une courroie transporteuse ou analogue et cette courroie peut transporter les articles vers un appareil de séchage.
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Des moyens usuels sont prévus pour créer le vide et amener l'air aux différentes matrices et au dispositif de transport, et pour régler le fonctionnement relatif des différents mécanismes qui actionnent le réser- voir à matière, les parties mâles, les éléments tubulaires des parties femel- les et le dispositif de transport.
Les éléments coulissants, formart fond, des parties femelles sont désignés par 16 aux figures 3 à 6 inclus, les parties mâles de pression correspondantes, par 54, le réservoir à matière, par 21 et le dispositif de transport, par 64.
Les différents éléments 16, 54, 21 et 64 sont prévus pour ef- fectuer un mouvement alternatif en concordance avec le fonctionnement de cha- cun d'eux, par tout dispositif d'actionnement convenable, mécanique ou hydraulique. Les éléments 16, formant fond, des parties femelles coulissent verticalement dans des manchons fixes 45, perforés sur leur pourtour en 46 et contenus dans des cylindres fixes, non perforés, 48. Les manchons 45 sont écartés des cylindres 48 pour former des chambres 47, par lesquelles peut s'écouler l'eau du moulage traversant les perforations 46.
La partie femelle de moulage est montée dans un plateau 42, qui porte une plaque supérieure 43 et une plaque inférieure 44. Le plateau et les plaques sont forés pour recevoir respectivement les manchons 45 et les cylindres 48. Les chambres 47 sont reliées, par des passages 49, prévus dans le plateau 42, aux chambres 50 des manchons 45 et les chambres 50 communiquent avec l'intérieur des éléments 16 par des trous 51, prévus dans lesdits éléments. On fait le vide dans les éléments 16 ou on les alimente en air sous pression, comme il est nécessaire, ces éléments sont perforés en 53, à leur extrémité supérieure fermée. Le niveau de la matière est indiqué en 41. Les parties mâles 54 sont creuses et sont fermées mais perforées à leur extrémité inférieure, en 55.
Ces parties sont de dimension telle qu'elles puissent coulisser librement pour pénétrer dans les manchons 45 des parties femelles et pour en sortir. Les extrémités supérieures des parties 54 sont prévues à aspiration ou à pression d'air, selon ce qui est nécessaire.
Le dispositif de transport 64 comprend un plateau transporteur 65, perforé à sa face inférieure, comme il est montré en 66, et définissant, avec l'élément 64, une chambre à vide ou à pression d'air 67, prévue pour être reliée, comme il est indiqué en 68, soit à une pompe à air, soit à une pompe à vide (non représentée).
Le dispositif de transport 64 est animé d'un mouvement alternatif dans un plan horizontal, entre les parties mâles et les parties femelles, quand celles-ci sont séparées. Le dispositif 64 est pourvu de galets 69, qui suivent une voie de guidage convenable, et il reçoit son mouvement alternatif d'un moteur non représenté.
Le fonctionnement est le suivant :
Le réservoir de matière est tout d'abord soulevé (voir figure 3) suffisamment pour submerger les extrémités supérieures ouvertes des parties femelles dans le mélange de pulpe et le vide est fait pour le façonnage ou moulage des articles par aspiration. Après que suffisamment de matière a été fournie au moule, selon l'épaisseur désirée pour les articles finis, le réservoir à matière est abaissé (voir figure 4)' coupant ainsi l'alimentation. On permet un écoulement d'une durée suffisante pour qu'il soit aspiré autant d'eau que possible du mélange de matière restant dans les moules et des articles qui y sont moulés. Cette eau est enlevée de la machine par les éléments creux 16 et laisse l'article sous la forme représentée à la figure 4A.
La partie mâle est abaissée dans la partie femelle (voir figure 4B) pour comprimer les articles formés qui s'y trouvent et pour en exprimer l'eau qui y reste, de même que pour réduire l'article à une épaisseur et
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à une compacité pratiquement uniforme (voir figure 5). Pendant cette période de compression, on peut, si on le désire, envoyer de l'air comprime par les extrémités perforées des parties mâle?, pour coopérer à l'élimination de l'eau libre des articles. A la fin de la période de compression, l'élément mâle est retiré de l'élément femelle, laissant les articles formés et comprimas mais encore mouillés dans les éléments femelles.
On retire les articles des parties femelles en soulevant les éléments coulissants 16, formant fond, desdites parties (voir figure 6) d'une mesure suffisante pour que les articles se trouvent au delà des extrémités supérieures des manchons 45 desdites parties, prêts à être retirés de la machine par le dispositif de transport à mouvement alternatif latéral 64, qui s'est déplacé vers l'intérieur, au-dessus des articles se trouvant sur les éléments 16, alors soulevés. Le vide à l'élément 16 est alors coupé et il est appliqué à la-plaque transporteuse pour déterminer le transport des articles à la face inférieure perforée de ladite plaque, après quoi, les éléments 16 sont retirés dans les manchons 45 des parties femelles pour être prêts à façonner une autre série d'articles.
Le vide à la plaque transporteuse maintient les articles contre celui-ci, jusqu'à ce que le dispositif de transport inverse sa course et se place dans une position pour laquelle les articles puissent être versés sur une courroie, moment où le vide à la plaque transporteuse est interrompu et où les articles peuvent tomber, sous l'effet de la pesanteur, sur la courroie. A ce moment, si on le désire, on peut envoyer de l'air comprimé par les perforations de la plaque transporteuse pour coopérer à l'enlèvement des articles de la plaque.
Dans les cas où il n'est pas désirable d'appliquer une pression aux articles lorsqu'ils sont transportés des éléments soulevés 16 au dispositif transporteur, on peut réaliser ce transport en réglant la course des éléments lo de telle façon qu'un léger intervalle soit laissé entre la plaque transporteuse et les faces supérieures des articles lorsque lesdits éléments se trouvent à la limite de leur course vers le haut. A ce moment, les articles sont amenés à franchir cet intervalle et à adhérer fermement à la plaque transporteuse par application d'une pression d'air aux éléments 16 et par création de vide à la plaque transporteuse.
Il est important d'éviter la pression sur l'article pendant son transport car l'article non seulement est encore mouillé mais encore est de faible diamètre et d'épaisseur considérable. Une fois que l'article a été sorti du manchon 45 par l'élément lb, il n'est évidemment plus entouré, sur sa circonférence, par ledit manchon et si une pression était appliquée sur lui à ce moment, il se déformerait en saillissant circonférentiellement au point que son épaisseur, soigneusement établie au départ pour un réglage convenable de la course de la partie mâle, aurait tendance à se modifier.
Tout genre de pulpe cellulosique peut être utilisé pour la fabrication des articles en question. Bien que l'on puisse employer de la pulpe de bois broyée exclusivement, une meilleure résistance est obtenue lorsque environ la moitié de la pulpe au moins est une pulpe chimique, telle que la pulpe de sulfite, de soude ou de papier. D'autres matières fibreuses susceptibles d'être moulées par aspiration, à partir d'une boue ou pâte à l'eau, peuvent également être utilisées.
On remarquera que dans le façonnage du bouchon, comme il est montré à la figure 4, ce dernier présente une forme générale en cuvette, avec des parties supérieures 14 avoisinant la section supérieure des perforations latérales 46. Cette forme résulte de la formation des fibres en des ensembles de couches feutrées entre elles dont la couche extérieure extrême s'étend sur toutes les ouvertures d'écoulement de base et de côté et dont les couches internes correspondent d'une manière générale.
Lorsque la partie mâle 54 est abaissée sur la masse creusée en cuvette, la partie supérieure 14 est repliée et abaissée dans le creux de la cuvette, les fibres de cette partie s'entremêlant de ce fait pour donner
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la structure finale représentée à la figure 2.
Le tampon fini 15 peut alors être enduit de cire, si on le dé- sire, et, après séchage, être placé, de la manière habituelle, dans un proje c- tile, par-dessus la charge. On peut employer une ou plusieurs de ces rondel- les par projectile, selon l'épaisseur désirée.
Selon la présente invention, les ronde les peuvent être fabriquées en des dimensions allant du calibre n 8 au calibre n 410 et en des épaisseurs variables, suivant le désir.
En raison du type de façonnage selon lequel une masse initiale conformée en cuvette est comprimée pour serrer les bords latéraux et les replier sur le sommet, les parois latérales sont beaucoup plus denses que le centre. Ceci donne une rondelle ayant un noyau fortement élastique, maintenu par une enveloppe forte et résistante de fibre bien feutrée. Cette rondelle, avec son centre élastique, présente des avantages en ce qui concerne la charge des projectiles et la réduction des pressions de la culasse et du recul du canon.
La machine représentée aux figures 7 et 8 comprend une série inférieure de parties femelles et une série supérieure de parties mâles, espacées des premières et se trouvant en alignement avec elles.
Chaque partie femelle est constituée par un cylindre fixe, non perforé, contenant un manchon fixe dont il est espacé et qui présente des perforations circonférentielles pour l'écoulement. Un élément tubulaire dent l'extrémité supérieure est fermée mais perforée est monté à coulissement axial dans ledit manchon. Ainsi qu'il a été décrit plus haut, lorsque l'article est en cours de moulage, l'élément tubulaire se trouve à sa fin de course inférieure et constitue le fond du moule. Après le façonnage de l'article, l'élément tubulaire est déplacé vers le haut, traversant le manchon, pour faire sortir l'article façonné du manchon et l'amener en position d'enlèvement de la machine.
Chaque partie mâle est constituée par un élément creux, fermé mais perforé à son extrémité inférieure et de dimension telle qu'il puisse coulisser librement pour pénétrer dans le manchon perforé d'une partie femelle en alignement et pour en sortir.
De la matière est amenée au groupe des parties femelles par un réservoir de matière animé d'un mouvement alternatif vertical. Pour la position soulevée du réservoir, les parties femelles sont immergées dans le mélange aqueux de pulpe. Lorsque le réservoir est abaissé, l'alimentation desdites parties en matière est coupée. Après que les articles ont été moulés et partiellement débarrassés de leur eau dans les parties femelles, les parties mâles sont abaissées pour comprimer les articles formés et sont ensuite retirées.
Les éléments tubulaires, formant fond, des parties femelles sont alors soulevés pour le retrait des articles formés des manchons fixes et les articles sont retirés desdits éléments tubulaires par un dispositif de transport à mouvement alternatif horizontal,qui est avancé pour se placer légèrement au-dessus des articles formés avant que lesdits éléments tubulaires n'atteignent la limite supérieure de leur course. Après que les articles ont été amenés au dispositif de transport, celui-ci est retiré et les éléments tubulaires sont abaissés pour reprendre leur position initiale pour le façonnage d'une autre série d'articles, au cours du cycle suivant de la machine.
Les articles formés peuvent être déchargés du dispositif de transport sur une courroie transporteuse ou moyen analogue, et cette courroie peut acheminer les articles vers un appareil de séchage.
La structure du châssis de cette machine comprend deux longerons supérieurs 71 et deux longerons inférieurs 70, espacés, de support, et deux éléments de châssis latéraux 72.
Les éléments coulissants, formant fond, des parties femelles
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sont désignés par 76, les parties mâles de pression correspondantes, par 114, le réservoir à matière, par 81 et le dispositif de transport, par 124. Comme il est montré ici, les éléments 76, 114 et 81 sont actionnés chacun par un bélier hydraulique et Isolément 124 est actionné par une vis d'avance commandée par moteur. Les béliers sont compris dans des circuits hydrauliques (non représentés) et un mécanisme de réglage (non représenté lui non plus) est prévu pour faire avancer et reculer le piston de chaque bélier au moment voulu du cycle de fonctionnement de la machine.
Le cylindre du bélier hydraulique qui actionne les éléments coulissants 76 est indiqué en 73; celui qui actionne le réservoir 81, en 74 et celui qui actionne les parties mâles 114, en 75.
Les cylindres 73 et 74 sont supportés par un appui 70', boulonné aux longerons inférieurs 70, et le cylindre 75 est supporté par un appui 123, boulonné aux longerons supérieurs 71.
Les éléments 76 des parties femelles coulissent verticalement dans des manchons fixes 105 qui sont perforés à leur circonférence en 106 et sont contenus dans aes cylindres fixes non perforés 108. Les manchons 105 sont espacés des cylindres 108 pour laisser des chambres 107, par lesquelles l'eau traversant les perforations'106 puisse s'écouler.
La série de parties femelles est montée entre les éléments de châssis latéraux 72, dans un plateau 102, qui porte une plaque supérieure 103 et une plaque inférieure 104. Le plateau et les plaques sont forés pour recevoir respectivement les manchons 105 et les cylindres 108. Les chambres 107 sont reliées, par des passages 109 du plateau 102, aux chambres 110 des manchons 105 et les chambres 110 communiquent avec l'intérieur des éléments 76 par des trous desdits éléments. On fait le vide dans les éléments 76 ou l'on y amène de l'air sous pression, selon la nécessité, par le conduit 112; les éléments 76 sont perforés à leur extrémité supérieure, en 113. Les ex- trémités inférieures desdits éléments traversent la plaque de sommet 77 d'un plateau creux 78 et sont reliées à la chambre de celui-ci.
Le plateau 78 est boulonné en 79 à l'extrémité supérieure d'une tige de poussée creuse 80, qui coulisse verticalement dans une boîte à étoupe 82, fermant l'extrémité de fond-du réservoir 81. La boite à étoupe 82 est pourvue d'un étoupage 83, d'un presse-étoupe 84 et d'une bague 85. L'extrémité inférieure de la tige de poussée 80 est fixée à l'extrémité supérieure de la tige de piston 89 du cylindre hydraulique 83 par un collier de serrage supérieur 86, un élément d'espacement 88 et un collier de serrage inférieur 87. L'élément d'espacement 88 est amovible, si bien que les éléments 76 peuvent être retirés du plateau 102 lorsque l'ensemble doit être remplacé.
Les connexions transmettant le mouvement entre le réservoir 81 et la tige de piston 90 du cylindre hydraulique 74 qui actionne ledit réservoir comprennent un bloc à tourillon auquel la tige 90 est assemblée en 91, une paire de bielles 92, fixées audit bloc à tourillon et un levier en forme d'étrier 94, auquel les extrémités supérieures desdites bielles sont assemblées en 93. Le levier 94 est monté à pivotement, à ses extrémités, en 95, sur les plaques latérales 72 et il est relié au réservoir de matière par des paires doubles de bielles 98, qui sont assemblées audit levier en 96 et au fond du réservoir de matière en 98. Le réservoir de matière présente, à son extrémité supérieure, un compartiment de trop-plein 100. Le niveau de la matière dans ledit réservoir est indiqué en 101.
Les parties mâles 114 sont creuses et sont fermées et perforées à leurs extrémités inférieures en 115. Ces parties sont de dimensions telles qu'elles puissent coulisser librement pour pénétrer dans les manchons 105 des parties femelles et pour en sortir. Les extrémités supérieures des parties 114 sont montées dans une plaque 116, formant la paroi de fond d'un plateau 117, pouvant aller et venir verticalement. Le plateau 117 est creux de façon à former une chambre sous vide ou sous pression avec laquelle les parties 114 communiquent et l'on fait le vide dans cette chambre ou on l'alimente en air sous pression, selon la nécessité, par le conduit 118.
Le plateai
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117 est dans ses mouvements ascendant et descendant, sur des tiges de guidage 119, dont les extrémités supérieures sont montées dans un bloc 120, situé entre les longerons supérieurs 71. Les extrémités inférieures des ti- ges de guidage 119 coulissent dans des bossages 121, fixés aux côtés opposés du réservoir de matière et intérieurement par rapport à celui-ci. Les bossa- ges 121 traversent des ouvertures des cotés du réservoir de matière et forment, extérieurement au réservoir, des surfaces d'appui 99, qui s'appuient contre les faces voisines de plaques latérales 72.
La série des parties mâles est animée d'un mouvement alterna- tif par la tige de piston 112 du cylindre hydraulique 75. La tige 122 est fixée de toute manière convenable au plateau 117.
Le dispositif de transport 124 comprend une plaque de trans- port 125, perforée à sa face inférieure en 126 et définissant, avec l'élémen t 124, une chambre sous vide ou sous pression 127, prévue pour être raccordée en 128 soit à une pompe à vide, soit à une pompe à air (non représentées).
Le dispositif de transport va et vient dans un plan horizon- tal, entre les séries de parties mâles et femelles, lorsque lesdites parties sont séparées. Le dispositif 124 est pourvu de galets 129, qui roulent sur une voie de guidage convenable 130, montée sur le réservoir 81 pour suivre le mouvement alternatif de celui-ci, et est animé d'un mouvement alternatif au moyen du moteur 131, accouplé en 132 à une vis d'avance 134. La vis 134 repose dans des paliers 133 et commande un écrou fileté 135. L'écrou 135 est évidé entre ses extrémités pour recevoir l'extrémité supérieure en four- che d'un éliment de coulissement 136, dont l'extrémité inférieure est fixée au plateau 124.
Comme le plateau 124 est porté par le réservoir 81 et comme l'élément de coulissement 136 est fixé audit plateau, ledit élément 136 mon- te et descend par rapport à l'écrou 135, avec les mouvements du réservoir mais est maintenu contre tout déplacement latéral par ledit écrou. Ledit écrou 135 est lui-même garanti contre tout mouvement longitudinal le long de cette vis de toute manière convenable. Le moteur 131 est, de préférence, un moteur hydraulique et il est commandé par une soupape ordinaire (non re- présentée) de façon à démarrer et à s'arrêter au moment voulu, par rapport au fonctionnement des autres parties mobiles de la machine.
En dessous de la voie de guidage 130 se trouve une courroie transporteuse 137, qui peut amener les articles déchargés à un appareil de séchage (non représenté). Le rouleau de tête de cette courroie est indiqué en 138.
Le fonctionnement de l'appareil représenté aux figures 7 et 8 correspond à celui qui a été décrit précédemment, avec référence aux figures 1 à 6.
REVENDICATIONS.
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