Brevet FR2039305A1 — publié le 19710115

i 2039305 L'invention concerne un procédé permettant de réaliser des éléments sous pression ainsi crue les éléments obtenus par ce procédé. Le procédé selon l'invention est essentiellement ca-5 ractéricé par le fait que l'on.nénage une ou plusieurs zones intermédiaires emplies de gaz entre au moins deux plaques dont aii moins une est faite de matière flexible et/ou élastique imperméable aux gaz, après quoi on soude ces zones entre elles et/ ou on les découpe à leur périmètre, ces opérations se faisant 10 sous line pression ambiante qui est supérieure à la pression atmosphérique, de telle sorte que dans un milieu normal (pression atmosphérique) il se produit une expansion du gaz contenu dans les zones mentionnées, de manière à former une ou plusieurs cellules, conformément aux caractéristiaues à réaliser. , , scnematxques 15 La description qui va suivre en regard des dessingfen- nexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée les particularités ressortant tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. 20 La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil conçu pour la mise en oeuvre du procédé ; la figure 2 est une vue en plan montrant plusieurs formes de réalisation de l'élément obtenu ; la figure $ montre en coupe différentes formes de réa-25 lisation de 1'élément obtenu ; la figure 4 est une vue de détail, en coupe longitudinale, du dispositif servant .à réaliser les cellules individuelles ; la figure 5 est une vue de détail, en coupe longitudi-30 nale, du dispositif d'extraction continue ; la figure- 5 est une vue de détail, en coupe, d'un appareil muni d'un dispositif d'extraction intermittente ; la figure 7 est une vue de détail, en coupe transversale, d'un dispositif muni d'agencements de fluidisation ; 35 la figure S est une vue de détail, en coupe transver sale, d'un appareil servant à introduire les éléments dans une enveloppe ; la figure 9 montre, en coupe partielle, un élément comportant plusieurs éléments individuels ; 40 la figure 10 montre en perspective un élément profilé bad original 70 14278 2 2039305 comportant plusieurs éléments individuels ; la figure 11 montre en perspective un seul élément profilé continu. Sur la figure 1, la référence 1 indique un récipient 5 capable de résister à la pression intérieure choisie. Dans le récipient sont disposées deux bobines 2 et 3 sur lesquelles sont enroulées les deux feuilles destinées à réaliser les éléments sous pression. Ces deux feuilles, qui sont maintenues à une certaine distance mutuelle choisie, par 10 exemple au moyen de deux rouleaux 4 et 5, sont transportées entre deux rouleaux de travail 6 et 7 dont au moins un, 5, présente des profils en relief 8 conçus pour exécuter, en coopération avec le rouleau d'appui 7i l'opération de soudage et/ou de coupe des deux feuilles conformément au dessin désiré. Dans 15 le cas de feuilles de matière thermoplastique (telle que le polyéthylène ou une matière analogue), on peut effectuer le soudage et le coupage par la chaleur (c'est-à-dire en chauffant au moins les parties actives 8 du rouleau 6). la distance entre les deux feuilles susdites'à l'entrée des rouleaux de travail 20 6, 7 a pour effet d'enfermer une certaine quantité de gaz à l'intérieur de zones qui sont soudées et/ou coupées à leur périmètre . Si l'on effectue seulement l'opération de soudage, on peut enrouler la feuille ainsi obtenue sur une bobine 9- Le mou-25 vement décrit se fait dans le sens indiqué par les flèches x. On effectue l'opération en maintenant dans le récipient 1 une pression choisie de gaz ( au moyen d'un compresseur 10 ou par d'autres moyens, par exemple au-moyen de bouteilles de gaz sous pression). Après l'exécution de l'opération susdite, on relâ-30 che la pression en ouvrant le robinet 11 jusqu'à ce que la pression s'abaisse au niveau atmosphérique et que l'on puisse retirer la bobine 9 pour l'utiliser pendant un cycle de travail suivant. Pendant l'étape où l'on relâche la pression, la bobine 9 tend à prendre une forme différente par suite de l'expansion 35 progressive du gaz contenu dans les cellules. Si cette expansion est indésirable (ou doit être limitée) pour certaines raisons, par exemple pour des raisons d'encombrement, de transport, d'utilisation, etc..., il est possible de retenir l'extrémité .extérieure de la feuille formatrice de bobine, ou bien d'intro— 40 duire cette extrémité extérieure dans une gaine tubulaire, ou 70 14278. 3 2039305 encore d'effectuer des opérations d'enveloppement, de liaison et similaires avant de passer à l'opération de décompression. L'intervalle entre les deux feuilles, qui est nécessaire pour former les poches (cellules) initiales de gaz sous 5 pression, peut être obtenu par différents moyens, par exemple on peut : - introduire entre les deux feuilles une couche de matière appropriée, par exemple un réseau de fils métalliques, des fils textiles, des feuilles de mousse ou de matière spon- 10 gieuse, du feutre, de l'étoffe, etc..., présentant l'épaisseur désirée (indiquée par 12 sur la figure 1 et enroulée sur la bobine 13) ; - introduire un jet de gaz entre les deux feuilles pour maintenir ces feuilles à une certaine distance l'une de 15 l'autre (par exemple par le conduit 14 ou au moyen d'un ventilateur intérieur) ; - créer sur au moins une feuille des empreintes réalisant la poche initiale (par estampage à froid ou à chaud, par pression, dépression ou autres moyens connus) ; 20 - créer sur au moins une feuille des saillies, des gonflements, etc... pour constituer des éléments d'écartement et des réceptables à gaz sous pression (dans ce cas, la forme et la position des saillies n'ont aucune relation avec la forme et la position des poches finales réalisées au moyen des rouleaux 25 7 et 8) ; - réaliser près du rouleau (et/ou 7) une aspiration de la feuille en direction des rouleaux mentionnés ci-dessus (on obtient l'aspiration par contact entre les feuilles et les rouleaux à travers de très petits trous pratiqués dans les rou- 30 leaux et qui communiquent avec une source de pression inférieure à la pression intérieure, par exemple la pression atmosphérique) ; - prévoir une épaisseur fixe telle qu'une lame, un coin, etc... (agissant comme pièce d'écartement des feuilles) 35 au-dessus des rouleaux 7j 8. Afin d'obtenir des résultats particulièrement avantageux, les feuilles peuvent être en nombre supérieur à deux, par exemple trois ou davantage et présenter toute épaisseur et toutes caractéristiques désirées. 40 Pour réaliser les deux feuilles mentionnées ci-dessus, 70 14278 4 2039305 il est possible aussi de partir d'un seul élément tubulaire pour obtenir une fermeture latérale initiale des deux feuilles. Il est possible aussi de fermer ou de coller ensemble initialement les bords des feuilles en utilisant à cet effet deux éléments 5 latéraux (grâce à des couteaux tournants de soudage à chaud) pour un soudage continu. La figure 2 montre plusieurs modes d'exécution possibles de feuilles et cellules réalisées, selon l'invention, au moyen de deux feuilles (et si on le désire, d'une troisième feuil-10 le intermédiaire plane). On a désigné par A des soudures longitudinales rectilignes et parallèles, par B des soudures transversales continues et rectilignes, par 0 des soudures croisées continues, par D des soudures diagonales croisées, par E des soudures formant des aires circulaires (le gaz est contenu à 15 l'intérieur des cercles), par 3? des soudures formant des zones allongées en quinconce, par G des zones allongées en quinconce diagonalement, par Hv.des zones formées de deux cercles concentriques (de forme ovale), par L des zones pyramidal es. La figure 3 montre en A une coupe de la feuille après expansion, sui-20 vant la ligne IlIa-I.IIIa de la figure 2A$ en B une coupe suivant la ligne IlIb-IIIb de la figure 2B (après expansion) i «a ' 0 une coupe suivant la ligne IlIç-IIIçi de la figure 4-E ; en D une coupe suivant la ligne IlId-IIId. de la figure 2H ; en E une coupe suivant la ligne IlIe-IIIé de la figure 2i ; F et 5 25 montrent en coupe des éléments pyramidaux et hémisphériques dans lesquels l'une des feuilles 15 est suffisamment rigide, par exemple en raison de son épaisseur plus grande, pour qu'elle ne puisse pas se déformer sous la pression intérieure pendant l'expansion ; H, L, M et H montrent en coupe des éléments indivi— 30 duels (non reliés entre eux sur la feuille), obtenus par une opération directe de coupage pendant le processus de soudage ou pendant une opération suivante, ces éléments étant respectivement sphérique H, toroïdal L, tubulaire M et doublement sphérique ÎT (les deux sphères selon H peuvent être séparées ensuite par une 35 opération de coupage et de soudage) ; on voit en P une feuille 16 suffisamment rigide pour supporter les éléments sphériques 17 obtenus par expansion à partir des feuilles accouplées selon le schéma de la figure 2E. On comprend facilement que le 3 oint "soudé ainsi que 40 les éléments ainsi obtenus peuvent avoir différentes formes selon 70 14278 5 2039305 les différents besoins à satisfaire (par exemple l'exécution de joints soudés continus ondulés, ou en S, ou entrecroisés, etc...). Il est évident qu'il est possible d'obtenir les for-5 mes représentées en utilisant une seule paire de rouleaux de travail 73 8 ou encore plusieurs paires de rouleaux dont chacune est conçue pour exécuter un soudage unique et/ou un coupage unique. Le gaz que l'on introduit dans le récipient 1 peut être de différente nature selon le résultat àobtenir, il peut 10 être par exemple l'air, l'azote, l'hydrogène, l'hélium, l'argon , etc... La figure 4 montre la réalisation, au moyen de rouleaux 6' et 7' d'éléments individuels 18 (qui ne sont pas en forme de feuilles) qu'on laisse tomber dans le récipient 19 ; 15 ce dernier est capable d'empêcher l'expansion des éléments quand ils sont ramenés à la pression ambiante, afin de faciliter le transport ou le stockage ou bien de permettre certaines utilisations ou certaines étapes suivantes de travail. Sur la figure 5j le récipient l"'est pourvu, sur 20 l'une de ses parois, de deux rouleaux 20 munis de préférence d'une couche périphérique élastique et qui ont pour rôle d'assurer l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur du récipient pour empêcher la fuite de gaz. La feuille 21 contenue à l'intérieur du récipient est transportée entre les rouleaux 20 et, 25 comme on l'a expliqué plus haut, ses cellules se dilatent aussitôt qu'elles arrivent dans le milieu extérieur qui est à une pression plus basse que la pression intérieure du récipient 1". Il est évident que les bobines de feuilles initiales peuvent aussi être disposées hors du récipient, un système analogue étent 30 utilisé à cet effet. La figure 5 montre récipient 1"' auquel sont adjoints deux récipients amovibles sous pression 23 et 24 dans lesquels- on laisse tomber alternativement des éléments 25- En agissant alternativement sur des vannes 23 et 27, quand l'un 35 des récipients 23 cti 24 est rempli, on peut détacher ce récipient 23 ou 24 du raccordement à brides 28 sans relâcher- sa pression intérieure ni la pression intérieure du récipient 1"1 afin de remplacer le récipient 23 (ou 24) par un autre récipient vide pendant que le récipient 24 (ou 23) qui continue de se 40 remplir n'est pas encore retiré. 11 est donc possible de trabad original 70 14278 6 2039305 vailler en continu dans le récipient 1"'. Le procédé selon l'invention permet d'effectuer une opération d'étirage de la matière pendant l'étape de décompression ; à cet effet, on chauffe avantageusement les éléments qui 5 ont été déjà soudés et/ou coupés. Par exemple, il est possible d'effectuer toute l'opération de décompression après avoir chauffé les éléments à la température désirée qui est nécessaire pour obtenir le formage final désiré. D'autre part, il est possible aussi de commencer par décomprimer les éléments et de 10 les chauffer ensuite. Enfin, il est possible de décomprimer et de chauffer simultanément, conformément à un cycle de pressions et de températures choisi à l'avance. Il faut se rappeler que, pi::- suite de l'expansion, le gaz absorbe automatiquement des calories. 15 Dans un cycle de travail particulièrement irtéressant et avantageux, on chauffe les éléments et on effectue ainsi une décompression partielle avec expansion simultanée et étirage de la matière, puis on procède à une opération de refroidissement jusqu'à une température à laquelle les matières ne peu-20 vent pas être étirées, ces cycles de travail étant complétés par une expansion à la pression ambiante, de manière à réaliser une tension élastique avantageuse des éléments (avec "une pression intérieure résiduelle). En fait, une expansion complète par la chaleur cause un écrasement partiel de l'enveloppe quand 25 celle-ci est ramenée à la température ambiante. Bien entendu, il est possible de choisir le cycle selon la nature des matériaux, la forme et la dimension des enveloppes désirées et selon les besoins des divers utilisateurs finaux qui tirent parti du cycle. JO La figure 7 montre une partie de l'appareil dans lequel on peut exécuter l'opération ci-dessus d'expansion et de chauffage de la matière. Dans cet appareil, ua récipient sous pression 29 est muni d'une entrée inférieure de gaz 30 servant à maintenir en suspension (à l'état fluidisé) la masse d'éléments 35 31. On peut réaliser le chauffage par irradiation (rayons infrarouges), au moyen de gaz chauds, de vapeurs, etc..., tandis que l'on peut régler la pression au moyen du robinet 32. On obtient le refroidissement soit en modifiant la température du gaz entrant,. soit en introduisant du gaz froid ou de'l'eau pulvérisée 4-0 dans le tube 33« S'il s'agit de fabriquer des feuilles sans fin, bad original 14278 7 2039305 le processus suivi à cet effet peut être continu ; par exemple, on peut prévoir plusieurs chambres à des pressions et/ou à des températures différentes, ces chambres étant isolées par exemple par -un système comme celui de la figure 5 ou bien par d'autres 5 moyens. Les feuilles initiales peuvent aussi être f>rmées de différentes sortes de matières permettant d'obtenir les résultats désirés, par exemple d'élastomères, de caoutchouc, de matières plastiques chargées de fibres, de panneaux rigides où 10 semi-rigides, de panneaux de copeaux, d'étoffes imperméables, de papier, de carton imperméable, etc... ; il est aussi possible dTutiliser des feuilles initiales auxquelles adhèrent des feuilles ou des couclies de matière thermoplastique. Sur la figure 8, le réservoir sous pression 34 est mu-15 ni d'un récipient 35 dont la partie supérieure est ouverte et à l'intérieur duquel se trouve un objet à envelopper ou à emballer ou un élément de remplissage 36. Quand on ouvre le volet 37» des éléments 39 descendent de la trémie 38 dans le récipient 39» remplissant ainsi l'espacement entre 35 et l'objet 20 J6. Quand on réduit la pression intérieure au moyen de la van-1. ne 40, les éléments 39 se dilatent, appliquant ainsi une tension au récipient et à l'objet de manière à réaliser un enveloppement élastique permanent. Si l'on désire réaliser une fermeture monobloc, on peut l'obtenir en scellant les éléments 25 supérieurs par pulvérisation d'un adhésif (par le tube 41). Il est possible aussi de souder entre eux tous les éléments 39 dans leurs zones en contact en distribuant un adhésif (par exemple par pulvérisation) sur les surfaces des éléments ou en appliquant de la chaleur. Le collage des éléments 30 susdits entre eux (au moyen d'un adhésif ou par la chaleur) peut être réalisé sûit avant l'expansion, soit pendant l'expansion ou après l'expansion complète de ces éléments à la pression ambiante. Il est donc possible de réaliser des éléments volumineux et avantageux comme par exemple celui qui est repré-35 senté sur la figure 9 (élément parallélipipédique profilé) ainsi que des éléments individuels, par-exemple des éléments en forme de boule ou similaires, ou d'autres éléments mixtes de différentes formes. Des éléments profilés 42 peuvent être contenus dans des 40 feuilles extérieures 43 ou reliés à celles-ci, les feuilles 70 14278 8 2039305 étant soudées entre elles ou non par leur périmètre 44. Il est donc possible de réaliser des panneaux, matelas, coussins, flotteurs, bandages pneumatiques, etc... présentant de bonnes caractéristiques d'élasticité et d'insonorisais tion et qui sont de bons isolants thermiques et acoustiques, etc... Les éléments individuels, avec ou sans gaines extérieures., collés ou non entre eux et/ou à la gàine, peuvent être réalisés avant, pendant ou après l'expansion. Ces éléments peuvent 10 avoir différentes formes pour convenir à différents usages, par exemple à la fabrication de matière de rembourrage, meubles, matelas, éléments protecteurs, etc... La figure 10 montre un fauteuil fabriqué d'une seule pièce selon l'invention. Il est possible aussi de fabriquer 15 rapidement et facilement des éléments profilés continus, aussi bien massifs que creux, par le procédé selon l'invention. La figure 11 montre un profilé tubulaire 45 formé d'éléments individuels et muni d'une gaine extérieure tubulaire 46. Bien entendu, le profil extérieur peut être carré, polygonal ou autre. 20 Les gaines extérieures (comme celles qui sont indi quées sur les figures 8, 9» 10 et 11) peuvent être faites de matière thermoplastique, en caoutchouc, en étoffe, en cuir, en matière similaire au papier, etc... Il est entendu que l'on peut modifier les détails du 25 procédé et des éléments obtenus, ou la matière utilisée, la forme des matières et leur usage final, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, on peut obtenir aussi l'adhérence des feuilles sur le périmètre de la zone à mettre sous pression en utilisant des adhésifs adéquats ou d'autres 30 moyens appropriés. 70 14278 O, ✓ 2039305 RE7EIÎDIOATIOES 1. Procédé de réalisation d'éléments sous pression, caractérisé en ce eu'on :iénage une ou plusieurs zones intermédiaires emplies de gaz entre au moins deux plaques dont au moins 5 une est faite en matière flexible et/ou élastique et imperméable aux gar-, après quoi on soude et/ou on coupe ces zones à leur périmètre, cette opération s'effectuant dans des milieux où la pression est supérieure à la pression atmosphérique, de telle sorte que dans un milieu' normal (pression atmosphérique) le gaz 10 contenu dans ces zones se dilate et peut former une ou deux cellules selon les caractéristiques désirées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'expansion est obtenue aux températures ambiantes de manière à réaliser des cellules sous pression. 15 3» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 'l'expansion est obtenue, au moins en partie, à des températures de déformation permanente (étirage) des matières dont les cellules sont faites au moins en partie. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce 20 que le chauffage est effectué après l'expansion à la température ambiante. 5' Procédé selon la revendication 35 caractérisé en ce que l'expansion et le chauffage sont effectués simultanément. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que l'expansion partielle est obtenue en combinaison avec le chauffage de la matière jusqu'à des températures de fluage, tandis que l'on effectue l'expansion définitive (à la pression ambiante) après avoir refroidi la matière jusqu'à une température inférieure à la température de fluage, afin de réaliser 30 des cellules sous pression à la température ambiante. 7- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les plaques avant le soudage et/ou le coupage est obtenue au mo;ren de rouleaux extérieurs de positionnement . 35 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce eue la distance ou l'intervalle entre les plaques sont obtenus au moyen d'épaisseurs, de lames ou de coins fixes situés entre . les plaques au-de s sus du dispositif de- soudage et/ou de coupage. 40 Ç. Procédé selon la. revendication 1, caractérisé en ce BAD ORIGINAL] 70 14278 10 2039305 que l'intervalle entre les plaques est obtenu en introduisant entre les plaques une matière continue d'espacement, par exemple des fils, des réseaux, des plaques perforées, des plaques de matière spongieuse ou expansée, du feutre, de l'étoffe, 5 ayant une épaisseur appropriée. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les plaques est obtenue en créant sur au moins une des plaques des empreintes correspondant pratiquement aux empreintes de la poche initiale (avant expansion). 10 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les plaques est obtenue en créant, sur au moins une des plaques, des saillies, des nervures ou analogues. 12. Procédé selon la .revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les plaques est obtenue en dirigeant un 15 courant de gaz entre les deux feuilles en amont des organes de soudage et/ou de coupage. 13- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles sont au nombre de trois, la feuille centrale étant destinée à rester pratiquement plane après expansion. 20 14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques sont formées au moins en partie d'une matière semi-rigide ou rigide telle que le carton, des panneaux de copeaux ou autres. 15- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que le soudage est effectué par soudage à chaud et/ou par collage. 16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que c'est un procédé en continu effectué dans un récipient sous pression et au moyen de rouleaux conçus pour dérouler les pla-30 aues initiales et de rouleaux servant à enrouler les matières finies. 17* Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les rouleaux débiteurs et/ou le rouleau récepteur sont situés hors du récipient sous pression, et que ces rouleaux sont 35 munis d'agencements d'étanchéité en des points où la matière est introduite ou extraite,- ces agencements étant constitués par exemple par- des paires de rouleaux rigides ou élastiques servant .à enserrer les plaques. 1B» Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce 40 ..qnaie I 70 14278 ii 2039305 des paires de rouleaux, au moins un rouleau de chaque paire présentant des saillies profilées conçues pour donner la forme et la disposition désirées aux zones de soudage et/ou de coupage. 5 19» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière finie sans fin est amenée dans des chambres hermétiques disposées en rangée et dans lesquelles régnent des pressions et/ou des températures différentes, de manière à réaliser un cycle de travail complet et continu. 10 20. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matières ainsi obtenues sont disposées alternativement à l'intérieur de deux récipients sous pression qui correspondent au récipient de traitement, de manière à permettre, à l'aide de • volets ou de vannes, l'exécution d'un processus continu de fa- 15 brication ainsi que le retrait alterné de 1'un des récipients remplis et le remplacement de celui-ci par un nouveau récipient vide. 21. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce des que les matériaux obtenus, consistant en/éléments individuels 20 ou composites (qui ne sont pas sous forme de plaques), sont fluidisés au moyen d'un courant de gaz dans une ambiance sous pression, puis soumis à un traitement thermique et/ou d'expansion et/ou à un traitement de refroidissement et/ou à un collage afin de coller entre eux les divers éléments dans la forme 25 désirée. 22. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents éléments sont introduits dans une enveloppe soumise au moins à une pression extérieure partielle, afin de réaliser au moins une expansion partielle à la pression atmos- 30,phérique et par suite d'appliquer une action forcée à l'enveloppe. 23. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques initiales forment un ou plusieurs éléments tubulaires. 35 24-. îîlémént obtenu par un procédé selon une quelconque des revendications 6 à 23, caractérisé en ce que les soudures et/ou les coupes sont de type annulaire concentrique, donnant ainsi des éléments pneumatiques toriques. 25. Elément obtenu par.un procédé selon une quelconque ~V " 40 des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que les soudures 70 14278 12 2039305 et/ou les coupes sont du type quadrangulaire, donnant'ainsi des éléments pneumatiques pyramidaux. 26. Elément obtenu par un procédé selon une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce qu'il est soumis 5 à une pression et/ou à une déformation plastique et élastique de manière à former pratiquement une boule ou un cylindre. 27• Elément selon une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'il forme plus d'un élément individuel, cet élément ou ces éléments étant reliés entre eux par un 10 adhésif et/ou une gaine qui les contient, ledit élément étant conformé de façon à constituer un siège pour un objet, par exemple pour un objet destiné à être muni d'une enveloppe ou à être entouré ou pour recevoir une personne, par exemple un meuble, un fauteuil, un flotteur ou un matelas.