Brevet FR2034198A1 — publié le 19701211

Sans que ses anplications soient limitées à ces sectaurs da technique, l'invention cidessous décrite trouve des arnlications nombreuses dans les domines de l'Emballage et du Conditionnement ainsi que dans ceux de 11 Industrie Frigorifique et du Bâtiment dans lesquels les mousses de Polyuréthane et la e Polystyrène expan sé sont très utilisé. Actuellement ces matériaux sont soit exnansés dans des moules de grenue teille et débités ensuite en laques, directement utilisées ou retransformées par découpe, soit dans le cas de produits de formes complexes, moules. En dehors des utilisations en plaques débitées des blocs et direc tement utilisées, les matériaux de ce genre sont limités dans leurs applications pour plusieurs raisons: dans le cas des objets moulé, la cherté des moules rend difficile la conclusion des mar chés surtout pour de petites ou moyennes séries; la longueur des cycles de moulage, la nécessité de travailler en densités fortes, en particulier dans le cas du Polystyrène expansé, rendent les pi èces moulées relativement onéreuses.Dans le cas des pièces décou pées, on peut utiliser de la matière de faible densité provenant des moules à blocs et par ailleurs, le matériel de découpe est peu coûteux, mais, actuellement, les procédés de découpe ne permettent guère que la réalisation de ~formes simples, surtout de pièces à profils constants et il est pratiquement impossible de creuser avec des rendements industriels des cavités complexes dins le matériau par ces procédés; s-t-agit soit d'un fil chaud tendu que l'on déplace dans le matériau et qui constitue la génératrice de la pièce à profil constant qu'il découpe, soit d'une barrete chauffante préalablement mise à la forme du profil de la pièce et qui, poussée droit dans le matériau, en dégage la pièce à profil constant.On peut également réaliser très lentement des découpes complexes grâce à des gouges chauffantes mais ce procédé est inex ploitable industriellement. En résumé, les procédés actuels ne permettent pas la réalisation industrielle de découpes complexes et en particulier de cavités. La présente invention vise à étendre le champ d'application de la découpe b chaud en en conservent le caractère économique et à libérer ltemballage moule de la sujétion des calages intérieurs qui multiplient les besoins de moules coûteux grâce à l'adoption d'un type d'emballs,ge moulé comportant des structures de calage cellulaires occupant tout ou partie de la hauteur intérieure de lgemballage et pouvant etre adaptées par le procédé de découpe revendiqué aux formes de l'objet à emballer. te procédé nouveau consiste à réaliser des matrices chauffantes dont l'enfoncementans le matériau thermofusible détermine l'em- preinte que l'on veut obtenir La matrice peut être constituée d'un tissu ou treillage métallique en alliage présentant une résistance électrique adéquate et une bonne résistance à la déformation à chaud. La mise sous tension de cette matrice la porte à une température suffisante pour la fusion du matériau. Mais dans une version préférée de leinvention la matrice est constituée de barrettes chauffantes juxtaposées.Ce type de barrettes de section géhéralement rectangle est constitué d'un métal ayant également une résistance éléctrique adéquate et une bonne résistance à la déformation à chaud. tes barrettes sont mises en forme de telle façon que leurs åuxtaposition réalise la forme souhaitée, L'ali- mentation peut être faite soit en série, soit en parallèle. te type d'emballage moulé revendiqué dans l'invention consiste en un contenant comportant à l'intérieur des structures de calage standardisées. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs ont été représentés: -Fig.I: une vue perspective du shéma de principe de la machine de découpe0 -Fig.2: une vue perspective de deux barrettes chauffantes avec fixation sur deux barres porteuses isolantes consécutives. -Fig. 3: une vue perspective d'un calage pour machine à laver réalisable grâce au nouveau procédé. -Fig.4: la coupe suivant A,A. du dessin3 -Fig75: la section suiVant B.B. du dessin 3 -Fig.6: la vue perspective partielle de la matrice permettant la réalisation du calage des trois figures précédentes. -Fig.7: une vue perspective de l'éclaté d'une demi-boite garnie des structures cellulaires de calage. -Fig.8: une vue perspective de deux éléments: d'un emballage composé de plusieurs plateaux gerbables et fardelablese -Fig.9: la coupe selon C.C. de la Figure 8 présentant les struetu res de calage moulées sur les deux faces des fonds de plateaux. La figure I, schéma très simplifié présente un système composé de deux plateaux mobiles l'un par rapport à l'autre selon un axe de déplacement normal à leur surface. L'un de ces deux plateaux com porte un système riJlelconque de maintien du matériau à matricergI) loutre est la plateau porte matrice. Dans cette représentation non limitative, le plateau porte-matrice est constitué d'une plaque en matière isolante rigide ajourée de façon à former un alignement de barres parallèles(2) destinées à supporter les barrettes chauffantes. D'autres modes de fixation des barrettes pourraient être utilisés, par exemple en les fixant sur la platine par l'intermédiaire de plots isolants.Dans la représentation de la figure I, le plateau porte matrice est fixe et le plateau porte matériau mobile par rapport au premier. Il est possible de procéder à l'inverse ou de faire converger les deux plateaux l'un vers l'autre. Ce mouvement peut s'effectuer dans un plan quelconque is il semble souhaitable pour un bon écoulement de la matière fondue que le mouvement s'effectue dans un plan vertical et que la platine porte outil soit en position inférieure.La machine peutetre équipée d'un contacteur-diejoncteur mettant en chauffe les barret tes quand le mouvement de séparation est accompli et coupant l'alimentation quand le mouvement de matriçage est à son terme afin d'éviter que les cotes ne soient pas réspectées du fait de la sur chauffe en position stetionneire. La y r 2 présente à gronde échelle denu des barres isolantes avec leurs barrettes chauffantes. L'espacement(3) est tel que la chaleur rayonnat entre les deux barrettes portées à température d'utilisation suffise à fendre 1? matière +raitée même dans ces intervalles nui permettent par ailleurs l'écoulement de la matière fondue. Il est à noter oue n9 le cao de matrigage de formes simples, parallélogrammes par exemple, cat écart entre barrettes pourrait être supérieur: il en résulterait à la pénétration des lamelles de matière subsistantes nui pourraient entre sectionnées en fin de course par un mouvement latéral du bloc de matière, mouvement dans un axe perpendiculaire à l'axe de pénétration initial et aux barres porte-barrettes. Les blocages(4) sont, parmi les possibilités de fixation des barrettes un moye pratique d'assujétissement rapide. t'avantage de B platine constituée d'une plaque ajourée formant alignement de ban res porteuses ou de tout-autre mode similaire de fixation des bar rettes par rapport à la platine constituée d'une plaque équipéede plots isolants est qu'elle permet de passer plus aisément d'une fabrication à l'autre. Dans le cas d'une telle platine isolante standard il convient d'utiliser des barrettes de largeur également standardIIl est toutefois possible de réaliser pour des applicati ons plus complexes des plaques adaptées avec Sarrettes de largeur variables donc barres de support adaptées 'ais dans ce cas la so- lution de la platine équipée de plots isolante est plus valable. Elle permet si la complexité de la matrice l'exige de réaliser un assemblage de systèmes de barrettes parallèles entre elles i l'intérieur d'un systèmes mais nen parallèles de systè@es,à sys tèmes. Les barrettes telles qu'elles sont disposées sur la Fig.2 sont conçues pour matricer une empreinte en forme de parallélogramme. Comme la présentation du matériau sur la matrice a a lieu tans le sens de la flache c'est i dire selon un axe normal à la urtaoe supérieure des barres porteuses, les dièdres(5) seront de présé- rence réalisée en formant un angle aigu afin que la matériau i n- trier ne soit soumis à la chaleur sur la périphérie de la section de matriçage qu'au fur et à mesure de l'avancée des arbto(6) et noon pendant tout le temps de pénétration ce qui serait le cas et cet angle était droit: les parties de barrette (7) alors parall- les à l'axe de présentation du matériau surchaufferai@n@celui-ci tout au cours de la pénétration et consumeraient de façon irréga- libre et incontrôlabla la matir de parois. L'alimentatien en electricité des barrettes paut d'ailleurs titre faite en un point (8) proche des dièdres(6) délimitant la section de matriçage ce qui évite le risque de surchauffe et laisse hors tension les parties de barrette cantonnées au rôle de support0 Il est à noter que dans le cas d'une cavité à matricer ayant un fond plus restreint que l'ouverture, les barrettes peuvent avoir des dièdre(5) formant un angle obtus car dans ce cas la déstructio on du matériau sur les parois à la cote souhaitée ne se fait qu'd bout de course de la platine. Il est de même à noter que si la prtée d'une barrette est trop grande, on peut soit la remplacer par une succession de barrettes plus courtes, soit la soutenir par dessous grace à des piliers en matière isolante. Les barrettes peuvent avoir une section rectangle ou autre et, dans le premier cas, être présentées sur la matériau aussi bien par la tranche qu'à plat0 Il est même possible de travailler ces barrettes par limage, pliage, etc.. pour les mieux adapter à la forme à matricer. Le parallélisme des barrettes semble souhaitable mais n'est pas essentiel. Enfin, dans le cas d'utilisation d'une platina standard à barres porteuses,- il est possible de jouer avec la sujétion de ces barres en utilisant des barrettes de largeur plus faible ou en inclinant ces barrettes par rapport à l'axe de pénétration du matériau à traiter. Les Figures 3, 4 et 5 montrent en perspective, eoupe et section un calage apte à résoudre un problème existant de conditionnement en caisses carton de machine à laver. La Figure 6 montre à titre d'exemple d'application du procédé de découpe la disposition des barrettes chauffantes telle qu'elle pourrait être réalisée pour matricer ce calage. La perforation(9) des fig.3 et5 est réalisée par la barrette Il (qui pourrait être accompagnée de barrettes similaires si la largeur de cette perfo- ration l'exigeait). La cavité(IO) des figurès 3 et 4 est réalisée par une juxtaposition de barrettes dont l'on voit en(I2) les premiers éléments0 La figure 7 présente l'éclaté d'une petite d'emballage moulé comportant une structure de calage cellulaire(13) occupant le volume intérieur de l'embaffilage. Cette structure cellulaire est ici de maille carrée mais pourrait etre indifféremment de maille polygonale, circulaire, etc. .0Le cycle de fabrication de l'objet moulé étant sensiblement proportionnel à la plus forte épaisseur de 1' objet, ce calage n'augmente pas le cycle de fabrication( sauf, de façon très faible, pour le remplissage du moule). Occupant tout ou partie de la hauteur intérieure de l'emballage, il permet soit d'y matricer par le procédé reVendiqué l'empreinte de l'objet à emballer, soit en jouant sur l'élasticité du matériau, d'y imprimer l'objet à conditionner par une pression à la fermeture. Les deux parties de l'emballage s'il s'ait d'une boite à ouverture médiane, ou le fon et le couvercle doivent être équipés de ces structures de calage à moins, dans le second cas, que l'objet à conditionner n'ait une face plate qui puisse s'appuyer sur un couvercle normal. On peut jouer sur l'épaisseur des structures de calage en fohction de la densité de moulage pour obtenir un galage plus ou munis résistant à l'écrasement. La Figure 8 présente deux éléments d'un emballage gerbable et far delable utilisable, par exemple, dans le conditionnement des frui its et légunes. Le couvercle n'a pas été représenté. Il est évidemment équipe des structures de calage identiques 2 celles du fond de plateau, tel nue l'on peut les voir à la Fig.9. La Figure c rrésente la section suivant C.C. de la Fig.8. On peut y voir que les fonds de plateaux sont équipés sur leurs deux faces de structures de calage sellulaires. L'objet à conditionner ou le fruit est ainsi pris dans les structures de la face supérieure du fond de plateau dans lequal il estpôsé et bloqué par les structures oui équipent la face inférieure du plateau de dessus Ce type d'emballage peut être soit découpe avec une matrice exécutant dans le structure ae calage une alvéole semblable, dans le cas du conditionnement de fruits à celles du Marché, soit utilisé tel quel, les fruits é itant disposes sur chaque plateau, et le lot formant emballage étart enquite disposé qous und presse fardeleuse dont la pression à la fermeture encastre les fruits dans les structu- res de calaqgeeCeci ceste @videm ent des fruits ou objets à conditionner peu fragiles et suppose une étude poussée de l'épais seur et de la forme des structures de calage en fohction de la densité de l'emballage. En appendice ux commentaites sur la Figure I il convient d'ajouter ou'il est possible, si la complexité de la pièce à exécuter l'exige, d'effectuer des matriçages sur 2 cu plusieurs faces du matériau à traiter, soit en assujetissant ce matériau au centre d' un système de platines porteuses de matrices convergent sur le matériau selon les axes d'attaque souhaités, soit en effectuant plusieurs passes sur une machine simple. REVENDICATIONS I) Procédé de matriç@ge à chaud permettant d'obtenir dans des ma tériaux thermofusibles tels, par exemple,que le Polystyrène expansé ou les mousses de Polyuréthane des cavités complexes. Ce procédé diffère des procédés existants de découpe à chaud en ce qu'il agit en supprimant par fusion la matière superflue alors que les procédés connus découpents le matériau pour en extraire un solide qui ne peut avoir qu'une forme géométrique simple ou un profil constant. 2) Technique de fabrication de la matrice chauffante soit en adaptant à la forme voulue par découpe et soudure une toile ou treillage métallique electro-résistants et d'une bonne tenue mécha nique à chaud, soit, de préférence par juxtaposition de barrettes chauffantes en alliage également electro-résistant et d'une bonne tenue mécanique à chaud. Les barrettes peuvent être placées dans des plans parallèles et avoir entre elles un écart suffisant pour l'écoulement des matières fondues et assez faible pour que le rayonnement de chaleur détruise également la matière entre les barettes. La matrice peut en ce dernier cas être composée de plusieurs systèmes de barrettes de préférence parallèles entre elles mais qui peuvent ne pas être parallèles de système à système. 3) Technique de fabrication d'une platine de machine permettant la disposition de barrettes de diverses longueur ce qui permet a ec cette même platine de réaliser nombre de matrices. La platine est constituée de barres en matière isolante et rigide qui ont la largeur des barrettes chauffantes et l'espacement nécessaire et suffisant pour que la matière fondus puisse s'écouler et pour que le rayonnement de chaleur suffise à détruire la matière même entn les barrettes. Cette platine peut par exemple être réalisée par découpe des intervalles entre-barres dans une plaque isolante. 4) Structure de calage cellulaire pour équiper au moulage des con tenants et que l'on peut soit adapter par matriçage à chaud aux formes de l'objet à conditionner soit utiliser directement en y imprimant cet objet. 5? Plateau gnrbable et pouvant former avec d'autres plateaux sem blables et un couvercle un lot fardelable. Ces plateaux sont équi pés sur tout ou partie de leur hauteur intérieure et sur la face inférieure de leur fond d'une strlleture cellulaire de calage r.1i nPrm=t d'anserrer J'objet à cor tonner soit eh l'imprimgnt di rectement dans la structure cellalaire de calage, soit en préfor mant celle-ci par matrigage à ch@ud à la forme de l'objet à em- baller qui est einsi hloqué entre le fond de son plateau contenant gerni de structures de calage et la partie inférieure du plateau gerbé sur la précédent que est également équipée de cette structure de calage. Ge type d'emballage semble pouvoir intéresser la domaine des Fruits et Légumes.