Introduction
L'invention concerne un système de montage de poinçons dans un plateau porte-poinçons pour presse à comprimés. Dans ce plateau sont ménagés des guides pour le coulissement de poinçons qui se déplacent au sein de ceux-ci pour comprimer de la poudre placée sur un contre-poinçon. Chaque poinçon est enveloppé, en sa partie destinée à venir au voisinage de la poudre à comprimer, par un soufflet destiné à garantir l'étanchéité dudit poinçon en sa partie coulissant à l'extérieur du plateau au regard de la poudre à comprimer.
La présente invention concerne les machines à fabriquer les comprimés par compactage, en particulier celles qui sont du type rotatif. De manière en soi connue, ces machines comportent un plateau tournant présentant des matrices de réception de la poudre à comprimer entre des poinçons et des contre-poinçons qui sont respectivement portés par deux autres plateaux de la même tourelle. Dans la position normale de fonctionnement, les poinçons du plateau supérieur sont mobiles par coulissement dans des alésages guides formés dans ce plateau.
Le problème auquel s'attelle la présente invention concerne le montage et le démontage des soufflets de rétention d'huile de lubrification qui enveloppent les différents poinçons mobiles entre l'extrémité inférieure de chacun et le plateau porte-poinçons, en se raccordant là autour de l'alésage de guidage correspondant.
L'art antérieur est illustré par la demande de brevet internationale WO02/064356. On observe dans ce document qu'il existe une pièce intermédiaire entre le soufflet et le plateau porte-poinçons, mais cet élément est manifestement solidaire du plateau porte-poinçons. Il forme là, sur place, la gorge périphérique dans laquelle s'enclipse le bourrelet d'extrémité du soufflet. Autrement dit, la bague sur laquelle se monte l'extrémité du soufflet est fixée solidaire du plateau et ne peut pas en être démontée.
On conçoit dès lors que pour accéder du côté interne de l'ensemble des poinçons en répartition annulaire autour de l'axe de la tourelle, l'opération oblige à démonter les poinçons adjacents avec leur soufflet. La disposition compacte habituelle dans ces machines ne permet pas d'autres accès. La présente invention permet d'éviter ces inconvénients et tous ceux qui en découlent. Elle permet d'engager le bourrelet supérieur du soufflet par avance dans une gorge ménagée à cet effet dans la bague amovible et de manipuler ensuite l'ensemble en tenant la bague.
La bague est un élément intermédiaire séparable du plateau porte-poinçons qui est également distincte du soufflet. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, la bague de montage du soufflet est prévue pour se fixer sur le plateau porte-poinçons par un effet de collage en contact face contre face, sans matière d'apport, ce qui se réalise au mieux par un mode de fixation par attraction magnétique.
Dans une machine de fabrication de comprimés suivant l'invention, on prévoit avantageusement d'appliquer ce mode de montage à bague amovible se fixant sous le plateau porte-poinçons de manière démontable par translation axiale, au moins à tous les poinçons mobiles supérieurs. Il peut être avantageux, suivant les cas d'application, d'utiliser le même mode de montage de manière symétrique pour les poinçons inférieurs, ou contre-poinçons, mais c'est au niveau des poinçons supérieurs que le besoin s'en fait le plus sentir, car leur course de déplacement est plus longue et les soufflets demandent plus souvent à être nettoyés ou remplacés.
Description Détaillée de l'Invention
Structure du Soufflet et du Poinçon
Le poinçon 1 coulisse en translation vers le bas, selon le sens indiqué par la flèche F, dans un guide de coulissement 4 ménagé dans un plateau porte-poinçons supérieur 5. L'étanchéité des circuits de lubrification du poinçon 1 et du contre-poinçon 2 au regard de la poudre placée dans la matrice de formage 3 est réalisée au moyen de soufflets de raccordement étanches 9. Chacun de ces soufflets constitue un manchon qui est fixé, d'une part, sur le poinçon ou le contre-poinçon et, d'autre part, sur le plateau porte-poinçon correspondant : plateau supérieur 5 pour le poinçon 1, et plateau inférieur 8 pour le contre-poinçon 2.
Le soufflet 9 est substantiellement formé de trois parties : un fond lisse 90, une partie extensible à allongement axial 91, et une partie supérieure 92. Le diamètre intérieur de la partie inférieure 90 du soufflet est très légèrement inférieur au diamètre extérieur de la partie basse du poinçon 1. Le poinçon 1 comporte en outre, en sa partie inférieure, une gorge annulaire périphérique de faible profondeur 10. Cette gorge est apte à la réception élastique et à la retenue axiale de la partie inférieure 90 du soufflet. À titre d'exemple non limitatif, la profondeur de la gorge annulaire 10 peut être typiquement de l'ordre de quelques fractions de millimètre à 1 à 2 millimètres.
En sa partie supérieure 92, le soufflet 9 comporte un bourrelet interne annulaire 93.
Le Système de Montage avec Bague Amovible
Chacune des bagues amovibles 11 de la presse à comprimés selon l'invention est percée d'un orifice central axial 110 pour accueillir le poinçon 1 correspondant. Dans un premier temps, le bourrelet 93 du soufflet 9 est mis en place dans la gorge 111 de la bague 11 munie de ses moyens magnétiques (aimant annulaire 13 ou aimants élémentaires insérés dans les cavités 113).
Fixation Magnétique
Si le plateau porte-poinçons 5 est réalisé dans un matériau magnétique, tel qu'une fonte, les moyens magnétiques dont est munie la bague 11 coopèrent notamment avec le fond de l'épaulement interne 12 pour maintenir cette bague en place par effet magnétique s'exerçant en direction axiale. Ce mode de réalisation est plus spécifiquement illustré par la figure 5.
Il est à noter ici que l'emploi de moyens d'accouplement magnétique entre la bague 11 et le plateau porte-poinçons, et, notamment, le fait que l'effet magnétique s'exerce axialement selon le sens indiqué par la flèche M sur la figure 5, permettent une diminution de la profondeur de l'épaulement 12 au regard de la profondeur nécessaire lorsque la bague est insérée à force dans le plateau porte-poinçons.
Si, en revanche, le plateau porte-poinçons est réalisé dans un matériau amagnétique (ce qui est le cas, par exemple, quand il est en acier inoxydable), l'invention prévoit que le fond du dégagement interne du plateau porte-poinçons destiné à recevoir la bague amovible soit recouvert de moyens aimantés complémentaires agissant en coopération avec les moyens d'aimant de la bague amovible. Cette solution est illustrée par la figure 6.
Variante avec Formes Tronconiques
Dans le cas où le plateau porte-poinçons 5 est réalisé dans un matériau amagnétique, l'invention prévoit que le fond du dégagement interne du plateau porte-poinçons destiné à recevoir la bague amovible soit recouvert de moyens aimantés complémentaires agissant en coopération avec les moyens d'aimant de la bague amovible. Cette solution est illustrée par la figure 6.
Quelle que soit la nature du plateau porte-poinçons 5, le sous-ensemble formé du soufflet 9 et de la bague amovible 11 est ensuite fixé au plateau porte-poinçons 5. Dans ce cas, l'épaulement 12 se réduit selon la figure 7a à un dégagement de faible profondeur qui se présente sous la forme d'un simple chambrage dans lequel la partie tronconique complémentaire 114 de la bague amovible en sa partie aimantée vient en appui. Un tel mode de réalisation présente un avantage supplémentaire en ce qu'il simplifie encore le nettoyage du plateau porte-poinçons lors d'une opération de remplacement du soufflet 9, la zone à nettoyer présentant alors un minimum d'aspérités et de recoins.
Assemblage Final
Une fois la bague amovible et le soufflet mis en place sur le plateau porte-poinçons 5, il suffit d'insérer le poinçon 1 dans son guide de coulissement 4 par le haut. Lorsque la partie inférieure du poinçon 1 arrive au niveau de la partie inférieure 90 du soufflet 9, elle y est alors enfilée, son passage étant favorisé par la déformation élastique du matériau constituant le soufflet 9.
Points d'Étanchéité
L'étanchéité est assurée à trois niveaux :
- Entre le soufflet 9 et le poinçon 1 : par le contact étroit de la partie basse 90 du soufflet sur la partie inférieure du poinçon 1, du fait de l'élasticité naturelle du matériau qui constitue le soufflet.
- Entre le soufflet 9 et la bague de liaison 11 : par le contact du bourrelet interne 93 du soufflet sur la partie complémentaire 111 de la bague.
- Entre la bague amovible 11 et le plateau porte-poinçons 5 : par le contact surfacique résultant de l'accouplement magnétique entre la bague amovible et le plateau.
Avantages du Système selon l'Invention
Dans les différentes variantes de réalisation qui viennent d'être évoquées, l'invention simplifie le montage et le démontage des soufflets sur les poinçons et le plateau porte-poinçons. Grâce à l'effet magnétique induit par le ou les aimants de la bague amovible et, selon le mode de réalisation adopté, par l'élément magnétique inséré au fond de l'épaulement interne du plateau porte-poinçons proprement dit, un pré-assemblage du soufflet avec la bague amovible peut être réalisé indépendamment de la machine. Le sous-ensemble ainsi produit est ensuite monté sur le plateau porte-poinçons par simple mise en place manuelle dans l'épaulement interne prévu à cet effet.
Ceci permet, en premier lieu, un gain de temps appréciable lors d'opérations de remplacement du soufflet. De plus, ceci permet de fiabiliser l'assemblage et de garantir la reproductibilité de l'étanchéité entre le soufflet et le plateau porte-poinçons en supprimant tout risque de mauvais positionnement du soufflet relativement, par exemple, à la bague amovible.
Eclore - Vidéo présentation du kit et montage soufflet
Annexes
Figures Illustratives
- Figure 1 : Vue schématique en coupe longitudinale d'une partie d'une machine à comprimés de type rotatif, faisant apparaître le plateau porte-poinçons supérieur ainsi que la matrice de formage et le contre-poinçon associé en position de compression de poudre pour la fabrication d'un comprimé.
- Figure 2 : Vue rapprochée illustrant le montage du soufflet sur le poinçon et sur le plateau porte-poinçons selon l'invention.
- Figures 3 et 4 : Vues en coupe longitudinale de deux modes de réalisation des moyens d'accouplement magnétique d'une bague amovible selon l'invention.
- Figures 5 et 6 : Vues en coupe longitudinale de différents modes de réalisation de l'invention concernant l'insertion d'une bague amovible selon l'invention dans un plateau porte-poinçons supérieur, selon que ce dernier est réalisé respectivement dans un matériau magnétique ou dans un matériau amagnétique.
- Figures 7a et 7b : Vues en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'invention dans laquelle la bague amovible et l'épaulement interne du plateau porte-poinçons supérieur présentent des formes tronconiques complémentaires. La figure 7a est une vue du plateau porte-poinçons seul, la figure 7b est une vue du plateau porte-poinçons assemblé avec la bague de liaison dans ce cas.
Exemples de Presses à Comprimés et Composants
Le texte fourni mentionne divers aspects liés aux presses à comprimés et à leurs composants, bien que non directement intégrés dans la description principale du système de montage de soufflets. Ces éléments incluent:
- Types de Presses à Comprimés : Presse à comprimés à station unique et presse à comprimés multiposte (rotative).
- Composants Clés : Trémie, cavité de matrice, poinçons (supérieur et inférieur), chemins de came, contrôle de capacité, came d'éjection, lames de prélèvement.
- Principes de Fonctionnement : Processus de remplissage, compression et éjection.
- Matériaux des Outils : Acier inoxydable, carbure (carbure de tungstène), revêtements (chrome, titane).
- Entretien : Nettoyage, lubrification, inspection de l'usure, alignement des poinçons.
- Problèmes Courants : Fissuration des comprimés, collage, poids irrégulier.
Le texte fait également référence à des poinçons utilisés dans la tôlerie, tels que les poinçons standard, droits, à col de cygne, décalés, à rayon, à bande, à nervures, et d'aplatissement, utilisés dans les presses plieuses. Ces poinçons, bien que distincts de ceux des presses à comprimés, partagent le concept de façonnage par pression.