| JP63203300 | COMPRESSION MOLDING METHOD OF COMPOSITE POWDER MOLDING |
| JP06134599 | ROTARY PRESS |
| JP63212100 | POWDER PRESS MECHANISM |
EICHLER, Philippe (Chemin des Flachats, St Just St Rambert, F-42170, FR)
BROSSE, Jacques (282 route des Bruyères, La Grand Croix, F-42320, FR)
EICHLER, Philippe (Chemin des Flachats, St Just St Rambert, F-42170, FR)
| REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) placer une quantité déterminée du mélange dans un espace confiné formé par une matrice et des poinçons agencés de part et d'autre de la matrice, ledit espace confiné ayant un volume de confinement initial, b) compacter le mélange, ladite étape de compaction comprenant au moins une phase de compaction consistant : b1 ) en une étape de montée en pression pendant laquelle le volume de l'espace confiné est réduit par rapprochement des poinçons de manière progressive et continue depuis le volume de confinement initial jusqu'à un volume de confinement intermédiaire, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80 mm/s et supérieure ou égale à 0,5 mm/s ; et b2) en un relâchement de la contrainte de pression par un écartement des poinçons immédiatement après ladite étape de montée en pression. 2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de compaction comprend une unique phase de compaction, le volume de confinement intermédiaire correspondant au volume de confinement final, ledit volume de confinement final étant inférieur ou égal au volume déterminé. 3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de compaction comprend une pluralité de phases de compaction successives, le volume de confinement intermédiaire de la dernière phase de compaction correspondant au volume de confinement final, ledit volume de confinement final étant inférieur ou égal au volume déterminé. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse relative de rapprochement des poinçons augmente au cours du temps. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse relative de rapprochement des poinçons est constante au cours du temps. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profil de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre a une dérivée seconde supérieure ou égale à zéro. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspond à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 80 mm/s. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspond à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 60 mm/s, et de préférence entre 10 et 50 mm/s. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange introduit dans l'espace confiné comprend uniquement des composants minéraux, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à 80 mm/s, et de préférence entre 10 et 50 mm/s. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange introduit dans l'espace confiné comprend uniquement des composants élastiques et/ou thermofusibles, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à 70 mm/s. 1 1. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange introduit dans l'espace confiné comprend du café rôti et moulu en grain, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à 65 mm/s, de préférence entre 10 et 50 mm/s, et de manière encore plus préférée entre 10 et 30 mm/s. 12. Dispositif de presse pour fabriquer un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant, comprenant des moyens adaptés pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 13. Dispositif de presse pour fabriquer un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant, comprenant : un plateau rotatif dans lequel est ménagée au moins une matrice destinée à recevoir le mélange, - au moins un ensemble de compaction comprenant un premier poinçon et un deuxième poinçon, lesdits premier et deuxième poinçons étant agencés de part et d'autre du plateau en regard de la matrice, et étant montés mobiles en translation coaxialement à la matrice, des premiers moyens de commande et des deuxièmes moyens de commande pour commander le déplacement axial du premier poinçon et du deuxième poinçon respectivement, lesdits premier et deuxième poinçons définissant avec la matrice un espace de confinement ayant un volume de confinement, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes moyens de commande comprennent respectivement : une première et une deuxième came de compaction ayant des profils permettant un rapprochement progressif et continu des premier et deuxième poinçons l'un par rapport à l'autre défini par une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80mm/s et supérieure ou égale à 0,5 mm/s, de sorte que le volume de l'espace confiné est progressivement réduit depuis le volume de confinement initial jusqu'à un volume de confinement intermédiaire, ledit volume de confinement intermédiaire étant inférieur ou égal au volume déterminé ; les première et deuxième cames de compaction étant suivies de moyens de relâchement prévus pour écarter les premier et deuxième poinçons l'un de l'autre immédiatement après avoir atteint le volume de confinement intermédiaire. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première et/ou la deuxième came de compaction comprennent un chemin de came sur lequel ledit premier poinçon et/ou ledit deuxième poinçon respectivement est apte à se déplacer, ledit chemin de came étant adapté pour déplacer axialement le premier poinçon et/ou ledit deuxième poinçon respectivement dans le sens d'une insertion progressive et continue dans la matrice du premier poinçon et/ou du deuxième poinçon respectivement, de manière à réduire l'espace confiné depuis le volume de confinement initial jusqu'au volume de confinement intermédiaire. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion inclinée ou courbée par rapport à l'axe du premier et/ou du deuxième poinçon respectivement. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion inclinée formant un angle inférieur ou égal à 20° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif, et de préférence un angle compris entre 0,1 ° et 10°. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion courbée ayant un profil exponentiel ou hyperbolique, ledit profil ayant une pente à l'origine formant un angle inférieur ou égal à 20° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif, et de préférence un angle compris entre 0,1 ° et 10°. |
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la conception de tablettes à partir de mélange de composants, sous forme de poudres ou de granulés notamment, et plus particulièrement un procédé de compaction particulier ainsi qu'un dispositif de presse correspondant.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les dispositifs existants pour fabriquer des tablettes par compaction sont classiquement des presses rotatives dotées d'un plateau central rotatif dans lequel est ménagée une pluralité de matrices traversantes. De part et d'autre et en regard de chacune des matrices sont agencés des poinçons inférieur et supérieur complémentaires l'un de l'autre, et destinés à s'insérer dans la matrice correspondante pour venir compacter le mélange qu'elle contient afin de former une tablette compactée au volume désiré. En effet, les poinçons sont dotés d'extrémités de compaction dont les surfaces définissent avec les parois de la matrice un volume de confinement du mélange, les poinçons étant progressivement rapprochés l'un de l'autre jusqu'à atteindre le volume de compaction.
Ces dispositifs fonctionnent selon un cycle se décomposant comme suit : après une phase de remplissage de la matrice avec le mélange de composés, les poinçons se rapprochent pour contraindre progressivement ledit mélange avant une compaction finale instantanée où les poinçons imposent une contrainte forte sur le mélange de manière à former une tablette au volume désiré. Une fois la tablette formée, elle est éjectée de la presse. Pour réaliser un tel cycle de compaction, il est connu d'utiliser des poinçons qui sont guidés dans un rail de guidage permettant de commander le déplacement axial des poinçons, pendant la phase de remplissage et d'éjection mais aussi pendant la phase de rapprochement des poinçons avant la compaction à proprement parler. La phase de compaction effective est effectuée par des galets de compaction sur lesquels les poinçons roulent, et qui permettent de rapprocher les poinçons instantanément suivant une contrainte forte pour former la tablette au volume désiré. La phase de rapprochement des poinçons préalable à cette phase de compaction instantanée a essentiellement pour but de mettre les poinçons dans la position requise pour qu'ils coopèrent d'une façon optimale avec les galets de compaction. Un tel cycle de compaction, s'il permet effectivement de former des tablettes compactées à des cadences industrielles, est toutefois extrêmement coûteux en énergie puisque les forces de compaction qui sont appliquées pour former des tablettes solides, présentant une stabilité et une résistance permettant un transport et une manipulation faciles, sont très importantes.
Un but de la présente invention est de fournir un procédé de compaction et une presse associée qui permettent de réduire l'énergie nécessaire à la formation d'un produit compacté de bonne qualité en termes de stabilité et résistance pour son transport et sa manipulation. Un but de la présente invention est en particulier de fournir un procédé de compaction et une presse associée qui permettent de réduire les efforts de compaction nécessaires pour obtenir un produit compacté.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de compaction et une presse associée qui peuvent être utilisés pour tout type de composants, tout en permettant de former des tablettes compactées présentant des stabilités et résistances suffisantes pour leur transport et leur manipulation.
EXPOSE DE L'INVENTION
A cette fin, on propose un procédé de préparation d'un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) placer une quantité déterminée du mélange dans un espace confiné formé par une matrice et des poinçons agencés de part et d'autre de la matrice, ledit espace confiné ayant un volume de confinement initial, b) compacter le mélange, ladite étape de compaction comprenant au moins une phase de compaction consistant : b1 ) en une étape de montée en pression pendant laquelle le volume de l'espace confiné est réduit par rapprochement des poinçons de manière progressive et continue depuis le volume de confinement initial jusqu'à un volume de confinement intermédiaire, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80 mm/s et supérieure ou égale à 0,5 mm/s ; et b2) en un relâchement de la contrainte de pression par un écartement des poinçons immédiatement après ladite étape de montée en pression. Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé, pris seuls ou en combinaison, sont les suivants : l'étape de compaction comprend une unique phase de compaction, le volume de confinement intermédiaire correspondant au volume de confinement final, ledit volume de confinement final étant inférieur ou égal au volume déterminé. l'étape de compaction comprend une pluralité de phases de compaction successives, le volume de confinement intermédiaire de la dernière phase de compaction correspondant au volume de confinement final, ledit volume de confinement final étant inférieur ou égal au volume déterminé. - la vitesse relative de rapprochement des poinçons augmente au cours du temps, la vitesse relative de rapprochement des poinçons est constante au cours du temps. le profil de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre a une dérivée seconde supérieure ou égale à zéro. - le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspond à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 80 mm/s, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspond à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 60 mm/s, et de préférence entre 10 et 50 mm/s. le mélange introduit dans l'espace confiné comprend uniquement des composants minéraux, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à
80 mm/s, et de préférence entre 10 et 50 mm/s. le mélange introduit dans l'espace confiné comprend uniquement des composants élastiques et/ou thermofusibles, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à 70 mm/s. le mélange introduit dans l'espace confiné comprend du café rôti et moulu en grain, le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 à
65 mm/s, de préférence entre 10 et 50 mm/s, et de manière encore plus préférée entre 10 et 30 mm/s. Selon un autre aspect de l'invention, on propose un dispositif de presse pour fabriquer un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant, comprenant des moyens adaptés pour mettre en œuvre ce procédé.
De manière préférée, on propose un dispositif de presse pour fabriquer un produit compact solide de volume déterminé à partir d'un mélange d'au moins un composant, comprenant : un plateau rotatif dans lequel est ménagée au moins une matrice destinée à recevoir le mélange, au moins un ensemble de compaction comprenant un premier poinçon et un deuxième poinçon, lesdits premier et deuxième poinçons étant agencés de part et d'autre du plateau en regard de la matrice, et étant montés mobiles en translation coaxialement à la matrice, - des premiers moyens de commande et des deuxièmes moyens de commande pour commander le déplacement axial du premier poinçon et du deuxième poinçon respectivement, lesdits premier et deuxième poinçons définissant avec la matrice un espace de confinement ayant un volume de confinement, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes moyens de commande comprennent respectivement : une première et une deuxième came de compaction ayant des profils permettant un rapprochement progressif et continu des premier et deuxième poinçons l'un par rapport à l'autre défini par une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80mm/s et supérieure ou égale à 0,5 mm/s, de sorte que le volume de l'espace confiné est progressivement réduit depuis le volume de confinement initial jusqu'à un volume de confinement intermédiaire, ledit volume de confinement intermédiaire étant inférieur ou égal au volume déterminé ; les première et deuxième cames de compaction étant suivies de moyens de relâchement prévus pour écarter les premier et deuxième poinçons l'un de l'autre immédiatement après avoir atteint le volume de confinement intermédiaire.
Des aspects préférés mais non limitatifs de ce dispositif de presse, pris seuls ou en combinaison, sont les suivants : - la première et/ou la deuxième came de compaction comprennent un chemin de came sur lequel ledit premier poinçon et/ou ledit deuxième poinçon respectivement est apte à se déplacer, ledit chemin de came étant adapté pour déplacer axialement le premier poinçon et/ou ledit deuxième poinçon respectivement dans le sens d'une insertion progressive et continue dans la matrice du premier poinçon et/ou du deuxième poinçon respectivement, de manière à réduire l'espace confiné depuis le volume de confinement initial jusqu'au volume de confinement intermédiaire. le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion inclinée ou courbée par rapport à l'axe du premier et/ou du deuxième poinçon respectivement, le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion inclinée formant un angle inférieur ou égal à 20° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif, et de préférence un angle compris entre 0,1 et 10°. le chemin de came de la première et/ou de la deuxième came de compaction comprend une portion courbée ayant un profil exponentiel ou hyperbolique, ledit profil ayant une pente à l'origine formant un angle inférieur ou égal à 20° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif, et de préférence un angle compris entre 0,1 et 10°.
DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 est une représentation tridimensionnelle en coupe d'un dispositif de presse rotative ; - La figure 2 est un schéma illustrant l'entrainement en rotation des poinçons dans le dispositif de presse rotative.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Procédé de compaction Le principe de la présente invention repose sur la définition d'un cycle de compaction nouveau pour compacter un mélange comprenant au moins un composant, sous forme de poudre ou de granulés notamment, et qui se caractérise par le fait d'effectuer une phase de compaction lente, progressive et continue, au cours de laquelle le mélange est compacté progressivement par un rapprochement lent des poinçons l'un par rapport à l'autre, jusqu'à un certain volume de compaction, cette phase de compaction étant suivie immédiatement d'un relâchement de la contrainte de compaction, et donc un écartement des poinçons l'un par rapport à l'autre. Par relâchement immédiat de la contrainte, il est entendu que la phase suivant immédiatement la montée lente en compaction consiste à écarter les poinçons l'un de l'autre, nonobstant la phase intermédiaire qui peut être présente entre la phase de montée et la phase de relâchement, au cours de laquelle le volume de compaction garde un volume constant à cause des contraintes mécaniques de la presse (par exemple due au faux plat correspondant à la largeur du poinçon).
Le demandeur a en effet constaté qu'un tel cycle de compaction, avec une montée en compaction lente suivie immédiatement d'un relâchement de la contrainte de compaction, permettait de réduire significativement la force de compaction à appliquer pour obtenir des produits compactés de qualité semblable voire supérieure.
Le fait de pouvoir réduire la force de compaction nécessaire à la fabrication de tels produits compactés se traduit par un gain d'énergie important lors de la production en cadences industrielles. En outre, le fait de réduire la force de compaction appliquée sur la tablette permet également de réduire les efforts auxquels est soumise la presse, et par voie de conséquence de ralentir l'usure des pièces de la presse. Les nuisances sonores sont également largement réduites.
Avantageusement, l'étape de montée en compression progressive et continue correspond à une réduction du volume de l'espace confiné par un rapprochement des poinçons correspondant à un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80 mm/s, et de préférence supérieure ou égale à 0,5 mm/s. Pour assurer des cadences industrielles satisfaisantes, il est souhaitable que la vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre soit supérieure à 5 mm/s, et donc comprise entre 5 et 80 mm/s. La vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre est préférentiellement comprise entre 5 et 60 mm/s, et de manière encore préférée comprise entre 10 et 50 mm/s.
Il est important que le rapprochement des poinçons soit lent au début de la phase de montée en pression ce qui permet une compaction lente du mélange et donc un arrangement cohérent des composants formant le mélange, ce qui facilite l'obtention d'un produit compacté de bonne qualité en termes de résistance et de stabilité.
Le reste de la montée en pression peut être effectué selon la même vitesse de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre que celle du début de la montée en pression. Pour réduire la durée du cycle de compaction, une solution consiste à rapprocher les poinçons selon une vitesse de rapprochement supérieure à la fin de la montée en pression, par rapport à la vitesse de rapprochement lente du début de la montée en pression. On peut par exemple prévoir une vitesse qui augmente au cours du temps du début à la fin de la montée en pression, tout en ayant une vitesse de rapprochement des poinçons lente au début de la montée en pression.
Par rapprochement des poinçons « progressif et continu », il est entendu que la distance entre les poinçons ne cesse de diminuer au cours du temps, le volume de l'espace de confinement étant continuellement réduit pendant la phase de montée en pression, sans qu'il existe de paliers pendant lesquels la distance entre les poinçons, et donc également le volume de confinement, restent constants. On se référera toutefois au profil général de rapprochement des poinçons, de sorte qu'un rapprochement « progressif et continu » des poinçons l'un par rapport à l'autre inclut également tous les modes de réalisation pour lesquels il pourrait exister des imperfections dans la continuité du rapprochement, comme cela pourrait par exemple être le cas pour certaines presses, en fonction des éléments fonctionnels de la presse utilisés pour commander le déplacement axial des poinçons.
Comme indiqué plus haut, le rapprochement des poinçons peut se faire à une vitesse de rapprochement constante au cours du temps, ou selon une vitesse qui augmente au cours du temps. Le profil de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre a donc de préférence une dérivée seconde supérieure ou égale à zéro.
Le profil de rapprochement des poinçons peut donc être linéaire, exponentiel, voire hyperbolique, ou plus complexe encore.
Préférentiellement, la compaction comprend une unique étape de montée en pression suivie d'un relâchement de la contrainte de compaction, la montée en pression étant stoppée au moment ou l'espace de confinement a atteint un volume de confinement final qui correspond sensiblement au volume recherché pour le produit compacté (ou à un volume légèrement inférieur pour tenir compte du phénomène d'élasticité qui peut exister pour certains composants au moment du relâchement des contraintes de compaction).
De manière alternative, la compaction est réalisée par une succession de plusieurs phases de compaction consistant chacune en une unique étape de montée en pression, par un rapprochement lent, progressif et continu des poinçons, suivie du relâchement de la contrainte de compaction. Cela peut être effectué pour un même mélange à compacter, ou pour plusieurs mélanges différents, par exemple pour former des produits compactés multicouches.
Le cycle de compaction décrit ici présente en outre l'avantage de pouvoir être adapté à tout type de composants, et en particulier permet à la fois de fabriquer des produits compactés à base de minéraux, mais aussi des produits compactés à base de végétaux, ou plus généralement de produits élastiques et/ou thermofusibles qui ne sont pas facilement compactables par des méthodes de compaction classiques. Il peut également être utilisé pour fabriquer des produits compactés à base d'un mélange de composants minéraux et végétaux (ou plus généralement élastiques et/ou thermofusibles). A titre d'exemples, on peut citer des mélanges de produits utilisés pour des applications lave-vaisselle ou lave-linge, poudres alimentaires.
La compaction de certains composés sous forme de poudres à des cadences suffisantes pour autoriser une exploitation industrielle peut en effet être rendue particulièrement difficile du fait de la composition chimique ou des caractères physiques de ces poudres. Certaines poudres peuvent en particulier présenter une forte composante de déformation élastique, ou et de changement d'état avec passage de solide à pâteux voire liquide sous l'action des contraintes mécaniques générées par la compaction. C'est ainsi, par exemple, que la compaction de composés végétaux sous forme de poudres à des cadences suffisantes pour autoriser une exploitation industrielle est rendue particulièrement difficile du fait de la composition chimique des végétaux naturels composant ces poudres. En effet, les composés végétaux présents dans ces poudres comprennent souvent des polymères ou mélanges de polymères naturels hautement hétérogènes, comme par exemple de la cellulose, de l'hémicellulose, de la lignine, qui présentent une forte composante de déformation élastique.
Il est donc particulièrement avantageux d'avoir un cycle de compaction qui est adapté pour compacter de façon industrielle des poudres usuelles à base de minéraux (comme cela est le cas pour les tablettes détergentes), mais également des poudres ayant des propriétés élastiques, des propriétés thermofusibles ou, de manière plus générale, une tendance à changer d'état sous l'action de la compaction, et ce afin d'obtenir des produits compacts présentant une stabilité et une résistance les rendant faciles à transporter et à manipuler.
Les exemples qui sont décrits ci-dessous mettent en avant les avantages qui sont liés au cycle de compaction de l'invention, pour différents types de composants à compacter. Les essais ont été réalisés avec une presse hydraulique de laboratoire instrumentée et programmée pour effectuer le cycle de compaction désiré, ainsi qu'avec une presse rotative (décrite en détail plus loin) équipée d'une came de montée en compaction adaptée pour obtenir la vitesse de rapprochement des poinçons désirée (en mm/s). Cette vitesse de rapprochement des poinçons, ou vitesse de compaction, est directement liée à la vitesse de rotation de la tourelle ainsi qu'à l'angle formé par la came de montée en pression par rapport au plan moyen de la tourelle. Essais 1 à 7 : tablette lave-vaisselle à base circulaire - presse hydraulique
On utilise un mélange de composants prévu pour former une tablette détergente pour lave-vaisselle. La composition de ce mélange est donnée dans le tableau 1 ci- dessous.
Tableau 1 - composition de la formulation lave-vaisselle société Eurotab®)
Cette formulation lave-vaisselle est compactée à l'aide d'une presse hydraulique de laboratoire programmée pour rapprocher les poinçons de manière progressive et continue, c'est-à-dire pour arriver à un volume de confinement déterminé à partir d'un volume de confinement initial au bout d'un temps déterminé. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon rond de diamètre égal à 32 mm. 20 grammes du mélange sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 26 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci- dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa (Méga- Pascal). L'état du produit compacté réalisé est observé, notamment sa dureté qui est mesurée à l'aide d'un duromètre MTS. Lorsqu'une tablette est clivée, il n'est pas possible de mesurer sa dureté avec des moyens traditionnels comme un duromètre MTS. On entend par clivage une cassure franche horizontale au niveau de la tablette. Le tableau 2 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Au vu des essais n°1 et 2, on constate qu'une montée en pression lente permet d'augmenter de manière significative la dureté de la tablette pour une même pression appliquée. L'essai n°3 confirme que le fait d'utiliser une montée en pression lente permet de réduire substantiellement la pression appliquée (gain de 15%) sur la formulation lave- vaisselle pour obtenir un produit compacté de dureté équivalente par rapport aux produits compactés par des procédés classiques (essai n°1 ). On note que le fait que la hauteur de compaction varie de quelques millimètres n'a pas d'incidence significative sur la hauteur du produit final.
Les essais n°4 et 5 démontrent que plus le temps de montée en compaction est lent, plus le gain en pression est important (ici gain de 25% pour une montée à 35 mm/s), pour obtenir un produit de dureté équivalente, voire supérieure.
Par ailleurs, au vu des essais n°6 et 7, il apparait que le fait de ralentir la vitesse de compaction, c'est-à-dire la vitesse de rapprochement des poinçons, permet d'obtenir des tablettes d'une dureté très élevée sans que celles-ci ne clivent. La montée lente en compaction permet donc aussi d'éviter ou à tout le moins de réduire le phénomène de clivage ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'une dureté très élevée est souhaitée pour la tablette, par exemple lorsque l'on souhaite fabriquer des tablettes très dures.
Essais 8 à 14 : tablette lave-vaisselle à base octogonale - presse hydraulique
La formulation lave-vaisselle telle que présentée dans le tableau 1 ci-dessus est compactée à l'aide d'une presse hydraulique de laboratoire programmée pour rapprocher les poinçons de manière progressive et continue, c'est-à-dire pour arriver à un volume de confinement déterminé à partir d'un volume de confinement initial au bout d'un temps déterminé. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon octogonal de surface égale 872 mm 2 . 20 grammes de ce produit sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 26 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci-dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa. L'état du produit compacté réalisé est observé, notamment sa dureté qui est mesurée à l'aide d'un duromètre MTS. Lorsqu'une tablette est clivée, il n'est pas possible de mesurer sa dureté avec des moyens traditionnels comme un duromètre MTS. On entend par clivage une cassure franche horizontale au niveau de la tablette. Le tableau 3 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Tableau 3 - Résultats des essais 8 à 14 - tablette de lave-vaisselle octogonale
Ces essais confirment que pour des pressions de compaction identiques, il existe une forte augmentation de la dureté de la tablette à mesure que la vitesse de montée en compaction est réduite. Ces essais confirment par ailleurs qu'une montée en pression lente permet de réduire la pression appliquée sur la formulation lave-vaisselle pour obtenir un produit compacté de dureté équivalente. Le gain en pression appliquée est en effet de plus de 20% à 51 mm/s, d'environ 30% à 26 mm/s, et de près de 34% à 13 mm/s.
Essais 15 et 16 : tablette lave-vaisselle à base octogonale - presse rotative
Les essais n°15 et 16 ont été réalisés toujours avec la formulation lave-vaisselle telle que présentée dans le tableau 1 ci-dessus, mais cette fois la compaction a été effectuée avec une presse rotative.
L'essai n°15 correspond à une compaction selon un cycle connu de l'art antérieur, c'est à dire avec une compaction instantanée réalisée par un galet de compaction. L'essai n°16 correspond à une compaction selon le cycle de compaction de l'invention, avec une presse comprenant une came usinée pour permettre une montée en pression lente. La came utilisée est définie par sa pente et sa longueur. Le temps de montée en compaction est obtenu en faisant varier la vitesse de rotation de la tourelle. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon octogonal de 872 mm 2 . 20 grammes de ce produit sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 26 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci- dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa. L'état du produit compacté réalisé est observé, notamment sa dureté qui est mesurée à l'aide d'un duromètre MTS. Lorsqu'une tablette est clivée, il n'est pas possible de mesurer sa dureté avec des moyens traditionnels comme un duromètre MTS. On entend par clivage une cassure franche horizontale au niveau de la tablette. Le tableau 4 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Tableau 4 - Résultats des essais 15 et 16 - tablette de lave-vaisselle octogonale
Les essais n°15 et 16 confirment qu'une montée en pression lente permet de réduire la pression appliquée sur la formulation lave-vaisselle pour obtenir un produit compacté de dureté équivalente. Le gain en pression appliquée est en effet de plus de
20% en utilisant un cycle de compaction avec une montée en pression lente, par rapport à une compaction instantanée habituelle.
Essais 17 à 21 : tablette lave-linge à base circulaire - presse hydraulique
On utilise un mélange de composants prévu pour former une tablette détergente pour lave-linge. La composition de ce mélange est donnée dans le tableau 5 ci-dessous.
Tableau 5 - composition de la formulation lave-lin e société Eurotab®)
Cette formulation lave-linge est compactée à l'aide d'une presse hydraulique de laboratoire programmée pour rapprocher les poinçons de manière progressive et continue, c'est-à-dire pour arriver à un volume de confinement déterminé à partir d'un volume de confinement initial au bout d'un temps déterminé. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon rond de diamètre égal à 45 mm. 41 grammes de ce produit sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 32 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci-dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa. L'état du produit compacté réalisé est observé notamment le clivage. Le tableau 6 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Tableau 6 - Résultats des essais 17 à 21 - tablette de lave-linge circulaire
Au vu de ces essais on constate qu'une montée en pression lente permet de réduire substantiellement la pression appliquée (gain de 18% à 75 mm/s, et gain de 40% à 55 mm/s) sur la formulation lave-linge pour obtenir un produit compacté de dureté équivalente, voire une meilleure dureté.
Essais 22 à 28 : tablette de café à base circulaire - presse hydraulique
Pour ces essais, on utilise du café rôti et moulu en grain de taille moyenne 0,5 mm, et ayant une perte en matières volatiles de 3,3 % après un séjour de 20 mn à 120 0 C.
Ce mélange est compacté à l'aide d'une presse hydraulique de laboratoire programmée pour rapprocher les poinçons de manière progressive et continue, c'est-à- dire pour arriver à un volume de confinement déterminé à partir d'un volume de confinement initial au bout d'un temps déterminé. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon rond de diamètre égal à 32 mm. 7 grammes du mélange de café sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 27,3 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci- dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa. L'état du produit compacté réalisé est observé, notamment sa dureté qui est mesurée à l'aide d'un duromètre MTS. Lorsqu'une tablette est clivée, il n'est pas possible de mesurer sa dureté avec des moyens traditionnels comme un duromètre MTS. On entend par clivage une cassure franche horizontale au niveau de la tablette. Le tableau 7 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Tableau 7 - Résultats des essais 22 à 28 - tablette de café circulaire
Au vu de ces essais, on constate une fois encore que le fait d'avoir une montée en pression lente permet de réduire la pression appliquée sur la tablette pour obtenir des produits compactés de dureté équivalente (gain de 10% à 20 mm/s, et gain de près de 18% à 10 mm/s).
Les essais réalisés permettent également de mettre en avant que le cycle de compaction proposé permet de compacter des composants qui ne pourraient pas l'être avec un cycle classique, par compaction instantanée. On constate en effet que le fait d'avoir une montée en pression lente permet d'éviter le clivage de la tablette formée à base de produits élastiques. Par ailleurs, plus la vitesse de rapprochement des poinçons est lente et à hauteur de compaction équivalente, meilleure est la dureté du produit compacté ce qui est particulièrement avantageux pour la stabilité de la tablette.
Essais 29 à 32 : tablette de café à base circulaire - presse rotative
Ces essais ont été réalisés toujours avec le même mélange de café que pour les essais 22 à 28, mais cette fois la compaction a été effectuée avec une presse rotative. La presse utilisée est dotée d'une came usinée pour permettre une montée en pression lente. La came utilisée est définie par sa pente et sa longueur. Le temps de montée en compaction est obtenu en faisant varier la vitesse de rotation de la tourelle. Le poinçon utilisé pour cette compaction est un poinçon rond de diamètre égal à 32 mm. 7 grammes du mélange de café sont introduits dans la chambre de compaction représentant une hauteur de remplissage de 27,3 mm. La hauteur de compaction finale est fixée conformément aux essais résumés ci-dessous. Cette « hauteur de compaction » correspond à la hauteur finale de l'espace de confinement, c'est-à-dire à la distance entre les poinçons à la fin de l'étape de montée en compaction. La hauteur de compaction est atteinte en fonction de la vitesse de compaction définie. La pression appliquée sur la tablette est mesurée en MPa. L'état du produit compacté réalisé est observé, notamment sa dureté qui est mesurée à l'aide d'un duromètre MTS. Lorsqu'une tablette est clivée, il n'est pas possible de mesurer sa dureté avec des moyens traditionnels comme un duromètre MTS. On entend par clivage une cassure franche horizontale au niveau de la tablette. Le tableau 8 ci-dessous résume les différents essais réalisés.
Tableau 8 - Résultats des essais 29 à 32 - tablette de café circulaire
Ces essais confirment les résultats des essais n°22 à 28 faits avec la presse de laboratoire, à savoir que la diminution de la vitesse de rapprochement des poinçons permet de réduire la pression appliquée, et que cela permet également de réduire les risques de clivage tout en augmentant la dureté de la tablette.
Outre les enseignements généraux tirés des essais présentés ci-dessus concernant le cycle de compaction consistant en une montée en compression lente suivie d'un relâchement de la contrainte de compaction, ces essais ont également permis de tirer quelques enseignements spécifiques sur les modes de réalisation préférés de compaction de différents mélanges de composants. Ainsi, pour un mélange à base de composants minéraux, il est préférable que le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre décrive un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 80 mm/s et de préférence entre 10 et 50 mm/s. Par exemple pour une formulation lave-vaisselle, comme le mélange présenté au tableau 1 ci-dessus, la vitesse de rapprochement des poinçons est de préférence comprise entre 10 et 80 mm/s, et de manière encore préférée entre 20 et 50 mm/s.
Pour une formulation lave-linge, comme le mélange présenté au tableau 5 ci- dessus, la vitesse de rapprochement des poinçons est de préférence comprise entre 10 et 80 mm/s, et de manière encore préférée entre 50 et 75 mm/s.
Pour un mélange à base de composants élastiques et/ou thermofusibles, il est préférable que le rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre décrive un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre comprise entre 5 et 70 mm/s. Par exemple pour un mélange de composants végétaux, comme le mélange de café, la vitesse de rapprochement des poinçons est de préférence comprise entre 5 et 65 mm/s, de manière préférée entre 10 et 50 mm/s, et de manière encore plus préférée entre 10 et 30 mm/s.
Presse rotative de compaction
La figure 1 est une coupe en perspective d'un dispositif de presse rotative qui permet d'illustrer la structure classiquement utilisée pour entrainer les poinçons de compaction selon un mouvement rotatif.
Le dispositif de presse rotative comprend une tourelle qui est mise en rotation par un système de motorisation connu par l'intermédiaire d'un axe central d'entrainement. La tourelle comprend un plateau central 1 qui comprend au moins une matrice de compaction 2, cette matrice 2 étant destinée à recevoir un mélange de composés à partir duquel on souhaite former une tablette compactée à un volume déterminé.
Le plateau central comprend de préférence une pluralité de matrices 2 réparties par exemple à la périphérie du plateau central 1 qui a une forme sensiblement circulaire. Lesdites matrices 2 ont une forme généralement cylindrique et sont soit formées par un trou traversant directement ménagé à la périphérie du plateau central 1 , soit chaque matrice est une pièce spécifique comprenant une ouverture centrale traversante cylindrique ayant une section circulaire avec un diamètre déterminé correspondant au diamètre recherché pour la tablette, cette pièce servant de matrice ayant une forme externe adaptée pour être insérée dans des ouvertures traversantes ménagées à la périphérie du plateau central 1. Le dispositif de presse comprend des poinçons (non représentés sur la figure 1 ) qui sont agencés de part et d'autre de chacune des matrices 2 du plateau central 1. De préférence, le dispositif comprend une paire de poinçons inférieur 3 et supérieur 4 pour chacune des matrices 2 du dispositif. Les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 sont montés dans la presse de manière à pouvoir être déplacés axialement par rapport à la matrice 2 correspondante, de sorte que lesdits poinçons inférieur 3 et supérieur 4 puissent être insérés dans la matrice 2 pour comprimer le mélange disposé à l'intérieur de la matrice afin de former une tablette à un volume déterminé.
Les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 sont également montés dans la presse de manière à avoir un mouvement circulaire correspondant au mouvement circulaire de la matrice 2 à laquelle ils sont associés. Une solution pour mettre en mouvement les poinçons selon cette trajectoire circulaire est d'utiliser des plateaux d'entrainement 5 et 6 situés de part et d'autre du plateau central 1 , ces deux plateaux d'entrainement 5 et 6 étant solidaires du plateau central 1 et étant donc également montés en rotation dans la presse. Les plateaux d'entrainement 5 et 6 sont munis d'ouvertures traversantes disposées à leur périphérie, ces ouvertures traversantes étant destinées à recevoir les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 respectivement. Les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 sont donc entrainés en rotation par les plateaux d'entrainement 5 et 6 respectivement, de façon synchronisée avec la matrice 2 correspondante, les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 pouvant en outre coulisser dans les ouvertures prévues à la périphérie des plateaux d'entrainement 5 et 6 de sorte que les extrémités de compaction 31 et 41 des poinçons inférieur 3 et supérieur 4 puissent être insérées dans la matrice 2.
Le déplacement axial des poinçons inférieur 3 et supérieur 4 est commandé par des moyens de commande inférieurs et des moyens de commande supérieurs respectivement, ces moyens de commande inférieurs et supérieurs étant destinés à coopérer avec les extrémités de guidage 32 et 42 des poinçons inférieur 3 et supérieur 4 respectivement. Les moyens de commande ont pour objet de déplacer les poinçons correspondants suivant l'axe de la matrice de manière à modifier la position axiale du poinçon (et plus particulièrement la position axiale de l'extrémité de compaction du poinçon) en fonction du cycle de fonctionnement de la presse. La position axiale d'un poinçon se définit comme la position du poinçon dans l'axe de la matrice, cette position permettant ainsi de caractériser le déplacement axial du poinçon, mais également le volume de confinement associé. Les moyens de commande inférieurs et supérieurs sont adaptés pour coopérer à rapprocher les poinçons inférieur 3 et supérieur 4 de manière lente, progressive et continue, pour réduire progressivement le volume de confinement jusqu'à un volume de confinement final, correspondant en général au volume de compaction adapté pour former une tablette avec un certain volume.
Pour ce faire, l'un des deux moyens de commande au moins comprend une came de compaction particulière. Dans la description qui suit, on considère que les moyens de commande inférieurs destinés à déplacer les poinçons inférieurs 3 comprennent ladite came de compaction particulière. Cette description n'est toutefois pas limitative puisqu'une came de compaction telle que décrite ci-après pourrait également être utilisée pour les moyens de commande supérieurs, voire à la fois pour les moyens de commande inférieurs et supérieurs. La came de compaction comprend un chemin de came sur lequel les poinçons correspondants sont aptes à se déplacer, ce chemin de came ayant une trajectoire correspondant au moins partiellement à la trajectoire circulaire définie par le mouvement des matrices 2.
Ladite came de compaction comprend une portion inclinée ou courbée par rapport à l'axe du poinçon 3 qui se déplace sur la came. Ainsi, un poinçon qui se déplace sur cette portion de came inclinée ou courbée se rapproche de manière continue vers l'autre poinçon, de manière à réduire le volume de confinement. La portion courbée peut avoir un profil exponentiel ou hyperbolique. Le profil de la portion courbée peut être divers, défini de préférence par une dérivée seconde supérieure ou égale à zéro. Le dimensionnement de la portion de came inclinée ou courbée dépend de la vitesse à laquelle on souhaite que les poinçons se rapprochent l'un de l'autre, ainsi que du temps pendant lequel on souhaite réduire le volume de compaction, mais également de la vitesse de rotation à laquelle les poinçons sont entrainés dans la presse et du diamètre de la presse (ou plus précisément de la trajectoire circulaire suivie par les poinçons).
Comme il a été précisé plus haut, la montée en pression du cycle de compaction selon l'invention correspond à un rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre défini selon un profil ayant une pente à l'origine correspondant à une vitesse relative de rapprochement des poinçons l'un par rapport à l'autre inférieure ou égale à 80 mm/s. La came de montée en pression a donc de préférence un profil ayant une pente à l'origine formant un angle inférieur ou égal à 20° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif, et de préférence un angle inférieur ou égal à 15°.
Les tableaux 9 à 11 ci-dessous donnent les exemples de valeurs d'angles de la pente à l'origine du profil de la came de montée en pression (et donc l'angle d'inclinaison de la came par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif pour une came plane inclinée) pour différents diamètres de presse, en fonction de la vitesse de compaction (c'est-à-dire la vitesse de rapprochement des poinçons) et de la vitesse de rotation de la presse.
Tableau 9 - Angles (en degrés) de la pente à l'origine de la came de montée en pression pour une tourelle d'un diamètre de 500 mm
Tableau 10 - Angles (en degrés) de la pente à l'origine de la came de montée en pression pour une tourelle d'un diamètre de 732 mm Tableau 11 - Angles (en degrés) de la pente à l'origine de la came de montée en pression pour une tourelle d'un diamètre de 1128 mm
Les vitesses de rotation pour une presse rotative utilisée en production sont généralement comprises entre 8 et 30 tours/minute, de préférence entre 14 et 22 tours/minute.
L'angle de la came est déterminé en fonction de la vitesse de rotation à laquelle on souhaite faire tourner la presse, ainsi que de la vitesse de montée en compaction recherchée, et réciproquement. Ainsi, pour former des tablettes détergentes de type lave-vaisselle ou lave-linge comme décrites plus haut, pour lesquels il est préférable d'avoir une vitesse de rapprochement des poinçons comprise entre 10 et 80 mm/s, avec une presse ayant un diamètre de 732 mm tournant à 18 tours/min, on utilise une came de montée en pression avec un profil ayant une pente à l'origine formant un angle compris entre 0,8° et 6,6° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif.
De manière similaire, pour former des tablettes de café comme décrites plus haut, pour lesquelles il est préférable d'avoir une vitesse de rapprochement des poinçons comprise entre 5 et 65 mm/s, avec une presse ayant un diamètre de 732 mm tournant à 14 tours/minute, on utilise une came de montée en pression avec un profil ayant une pente à l'origine formant un angle compris entre 0,5° et 6,91 ° par rapport au plan moyen formé par le plateau rotatif.
Immédiatement après la ou les cames de montée en pression sont prévus des moyens de relâchement permettant d'écarter les premier et deuxième poinçons l'un de l'autre immédiatement après avoir terminé l'étape de montée en pression lente, progressive et continue.
A cette fin, on peut prévoir une came de relâchement comprenant par exemple une portion de descente en pression située en aval de la came de montée en pression, en se référant au sens de rotation des poinçons dans le dispositif de presse. Cette portion de descente en pression a pour objet de réduire le volume de compaction défini par le poinçon inférieur 3, le poinçon supérieur 4 et la matrice 2. Ainsi, cette portion de descente en pression est préférentiellement agencée de manière à déplacer axialement le poinçon inférieur 3 ainsi que le poinçon supérieur 4 en vue d'une extraction de l'extrémité de compaction supérieur 4 de la matrice 2.
Cette portion de descente en pression n'est toutefois pas nécessaire puisque la réduction du volume de confinement (défini par le poinçon inférieur 3, le poinçon supérieur 4 et la matrice 2) peut être effectuée par un déplacement axial du poinçon supérieur 4 en vue de l'extraire de la matrice 2. Selon un mode de réalisation particulier, la portion de montée en compaction peut être suivie d'une came d'extraction agencée pour déplacer axialement le poinçon inférieur 3 pour augmenter son insertion dans la matrice 2, tandis que le poinçon supérieur 4 est extrait de la matrice 2 à une vitesse supérieure pour qu'il y ait bien un éloignement entre les poinçons et donc un relâchement de la contrainte. Un tel agencement pourra être utilisé pour expulser en dehors de la matrice 2 la tablette formée pendant la phase de compaction par la came de montée en compaction, de manière à récupérer cette tablette et pour pouvoir remplir de nouveau la matrice 2 avec le mélange de composés avant de reformer une nouvelle tablette. Comme on vient de le voir, les moyens de commande inférieurs peuvent comprendre, outre la came de compaction qui permet de gérer le déplacement axial du poinçon inférieur 3 pendant la phase de montée en pression à proprement parler, des moyens de guidage permettant de déplacer axialement le poinçon inférieur 3 pendant d'autres phases du cycle de fonctionnement de la presse. La came d'extraction est un exemple particulier de tels moyens de guidage supplémentaire, cette came d'extraction étant utilisée pour pousser la tablette en dehors de la matrice 2 pendant la phase d'extraction suivant la phase de compaction.
Les moyens de commande inférieurs peuvent également comprendre une came de dosage avec un chemin de came particulier pour déplacer le poinçon inférieur 3 de manière adéquate pendant le remplissage de la matrice 2 par le mélange de composés. Elle est agencée en amont de la came de montée en pression, de préférence immédiatement avant ladite came de montée en pression.
Les moyens de commande inférieurs peuvent également comprendre d'autres organes de guidage permettant par exemple de déplacer le poinçon inférieur 3 entre les différentes phases importantes du cycle de fonctionnement de la presse, pour mettre les poinçons en position. A cette fin, on pourra par exemple utiliser un ou plusieurs rails de guidage agencés le long de la trajectoire circulaire définie par le déplacement des matrices 2, ces rails étant prévus pour coopérer avec un organe de guidage prévu à l'extrémité de guidage 32 du poinçon inférieur 3. Le poinçon inférieur 3 peut par exemple être muni de galets de guidage agencés coaxialement à l'axe dudit poinçon avec un axe de rotation radial par rapport à ce poinçon, les deux galets de guidage étant situés de part et d'autre du poinçon. Dans ce cas, les rails de guidage sont munis d'une gorge dans laquelle les galets de guidage peuvent rouler. C'est la coopération de ces galets de guidage dans les gorges qui permet de déplacer axialement le poinçon inférieur 3.
Par ailleurs, l'extrémité de guidage 32 du poinçon inférieur 3 est formée pour que ledit poinçon inférieur 3 puisse se déplacer sur la came de montée en pression de manière à pouvoir répondre aux contraintes de compaction pour former la tablette désirée. Il convient en particulier que les poinçons soient capables de supporter les efforts induits par la compaction du mélange, et que les efforts de frottement soient réduits au maximum. La somme des efforts induits par les poinçons en cours de compaction, génère un couple important au niveau de l'entrainement de la tourelle. L'utilisation de poinçons standards impose le montage d'un moteur avec un couple beaucoup plus important et donc une dimension, des intensités, des puissances beaucoup plus importantes. Le frottement généré par l'ensemble des poinçons dégagent, lorsqu'ils sont standards, une énergie calorifique importante et une dégradation rapide des cames. Ainsi, on propose d'utiliser une extrémité de guidage 32 comprenant un galet de roulement agencé de sorte que le poinçon inférieur 3 puisse rouler sur le chemin de came de la came de montée en pression suivant la trajectoire partiellement circulaire qu'elle définie. Le galet de roulement est agencé coaxialement à l'axe du poinçon inférieur 3 à son extrémité de guidage 32, avec un axe de rotation radial par rapport à l'axe du poinçon L'utilisation d'un tel galet de roulement permet de réduire considérablement les frottements dus au déplacement du poinçon inférieur 3 sur la came de compaction, ce qui est particulièrement avantageux pour résister à des contraintes en compaction importantes. Le galet de roulement est dimensionné en fonction des contraintes d'effort auxquelles le dispositif de presse est soumis. Il peut donc être adapté en fonction de la composition du mélange à compacter. Le dimensionnement des galets doit permettre d'accepter les efforts axiaux sans dégrader la surface de came sur laquelle ils roulent (durée de vie compatible avec les aspects de maintenance) tout en permettant un montage de poinçons en nombre suffisant pour conserver une bonne productivité par tour de tourelle.
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l'intérieur de la portée du procédé de préparation d'un produit compact selon l'invention, et du dispositif de presse associé.
Next Patent: OPENING MEANS FOR A CAPSULE-BASED BEVERAGE PREPARATION DEVICE