Brevet FR2144656A1 — publié le 19730216

Cette invention concerne un procédé pour l'estampage et le découpage à l'emporte-pièce de flans plans en matière plastique et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît déjà des procédés permettant de pratiquer une empreinte en relief dans une face de flans plans en matière plastique, par exemple de tiges de chaussures avec ou sans armature textile, cette empreinte étant par exemple destinée à reproduire le grain du cuir avec des coutures piquées. Dans l'un des procédés connus jusqu'ici, on chauffe la surface de la matière thermoplastique pour l'amener à un état permettant la déformation plastique, et on utilise ensuite une presse pour faire pénétrer dans cette surface un poinçon d'estampage dont la face active présente l'aspect négatif de l'empreinte désirée. La pression d'estampage doit être maintenue jusqu a ce que la pièce en matière plastique soit suffisamment refroidie pour conserver l'empreinte obtenue après l'ouverture de la presse d'estampage. Le chauffage de la pièce en matière plastique a lieu par chauffage du poinçon d'estampage ou, de préférence, par voie diélectrique dans un champ électrique alternatif à haute fréquence lorsqu'il s'agit de façonner des flans ou des pièces en chlorure de polyvinyle. Dans ce dernier cas, le poinçon d'estampage isolant forme avec le plateau correspondant de la presse un condensateur entre les armatures duquel la pièce en matière plastique est chauffée à coeur par les pertes diélectriques après l'établissement d'un champ électrique alternatif à haute fréquence, tandis que les surfaces du poinçon d'estampage et du plateau de la presse restent froides et permettent un refroidissement accéléré de la pièce en matière plastique malléable après la coupure de l'énergie à haute fréquence. Il importe dans tous les cas que l'empreinte en relief soit parfaitement centrée par rapport au pourtour extérieur de la pièce en matière plastique. Dans les procédés complus jusqu' ici, il est donc nécessaire que la pièce en matière plastique découpée à l'emporte-pièce par une opération précédente, soit placée manuellement dans un dispositif de centrage associé au poinçon d'estampage et occupant une position correspondant à celle de ce dernier. L'opération d'estampage donne fréquenffjent lieu à un débordement périphérique de la matière plastique, de sorte qu'il est ensuite nécessaire de rectifier les bords par une opération complémentaire. En aucun cas il. n'est jusqu'ici possible de fabriquer automatiquement et en une seule opération les pièces désirées en matière plastique dévidée d'une manière continue d'un rouleau fournisseur. Le but de la présente invention est de créer un procédé permettant d'éviter les inconvénients précités des procédés connus jusqu'ici. h cet effet, l'invention consiste en un procédé pour l'estampage et le découpage à l'emporte-pièce de flans plans en matière plastique caractérisé en ce que l'opération de séparation ou de découpage à l'emporte-pièce n'est pas mise en oeuvreavant, mais de préférence après l'opération d'estampage, et en ce que la pièce en matière plastique est maintenue dans une position invariable dès le début de l'opération d'estampage et jusqu'à la fin de l'opération de découpage à l'emportepièce. Le procédé selon l'invention permet donc d'éviter les inconvénients précédemment décrits. La mise en oeuvre simultanée de l'estampage et du découpage à l'emporte-pièce en une seule opération permet en effet de maintenir une position invariable de la pièce en matière plastique entre les opérations d'estampage et de découpage, ce qui répond à son tour aux conditions imposées pour le façonnage et le découpage automatique d'une matière plastique dévidée d'une manière continue d'un rouleau fournisseur. De plus, il en résulte qu'il devient possible d'améliorer la netteté et l'uniformité des pièces en matière plastique obtenues. Pour la mise en oeuvre. du procédé, l'invention propose également un appareil caractérisé par le fait que le poinçon d'estampage- est disposé à l'intérieur du pourtour de l'arête de coupe d'un outil de découpage à l'emporte-pièce connu en soi, et est agencé de façon qu'il puisse se déplacer dans la même direction que ce dernier. En combinaièon avec cet appareil, on peut avantageusement utiliser une presse permettant de faire agir successivement deux poussées de serrage différentes et pouvant être choisies à volonté, ce qui est par exemple le cas dans les presses de soudure et de découpage à l'emporte-pièce connues en soi, fonctionnant dans un champ électrique à haute fréquence. Pour plus de clarté, deux modes de mise en oeuvre de l'invention seront décrits ci-après en détail et à titre d'exemples en regard du dessin annexé, sur lequel La figure 1 montre un premier mode de réalisation d' une presse d'estampage et de découpage à l'emporte-pièce selon l'invention équipée d'une seule source de force motrice pour son actionnement. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'une presse d'estampage et de découpage à l'emporte-pièce selon l'invention, équipée d'une source de force motrice pour le poin çon d'estampage et d'une autre source déforce motrice pour le couteau de découpage à l'emporte-pièce. Les mêmes éléments sont respectivement désignés par les mêmes caractères de référence sur les deux figures. L'appareil selon la figure 1 coomprend un poinçon d'estampage 7 monté à l'intérieur d'un outil de découpage à l'emporte-pièce 2 conçu d'une manière connue en soi, plus précisément à l'intérieur du périmètre de son arête coupante. Le poinçon d'estampage 1 est monté à coulissement dans l'outil de découpage à l'emporte-pièce 2 et dans la même direction que celui-ci. Le plateau porte-matrice 4 de la presse est disposé avec un certain espacement en regard dm poinçon d'estampage I et de l'outil de découpage 2. Le poinçon d'estampage 1 peut être fait en métal, et sa face active est dotée du relief désiré par gravure ou par voie galvanique. Pour la fabrication du poinçon d'estampage 1, on peut égalemenijutiliser une plaque en matière moulée se prêtant au durcissement, par exemple en caoutchouc siliconé avec ou sans armature tissée, fixée à la face supérieure d'une plaque métallique 5 remplissant la fonction de plaque de condensateur; ; En effet, une masse à base de caoutchouc siliconé ne s'échauffe normalement pas dans un champ à haute fréquence. il est cependant également possible d'incorporer à cette matière des additions appropriées permettant d'obtenir qu'elle soit portée à une#er- taine température parslténergie de haute fréquence, ce qui permet à son tour d'accélérer l'action du chauffage d'une pièce à façonner en matière plastique à base de chlorure de polyvinyle. Pour l'estampage, et même pour l'opération consécutive de découpage à l'emporte-pièce, il est capital que la face active du poinçon 1 et les arêtes coupantes du couteau de découpage restent exacte ment parallèles au plateau porte-matrice 4 pendant leur déplacement.Ceci impose des conditions sévères à la précision de guidage de la presse et à l'agencement du bloc d'estampage et de découpage à l'emporte-pièce. L'outil de découpage à l'emporte-pièce 2 est un couteau usuel forgé, ou formé par une bande d'acier à arête coupante bien affûtée, coudée et cintrée selon le contour ou le périmètre désiré, et fixée rigidement sur une embase 6. La plaque 5 portant le poinçon d'estampage 1, disposée à l'intérieur du contour ou périmètre de l'arête coupante, repose élastiquement sur l'embase 6 par l'intermédiaire de ressorts 7 ou d'une cale élastique de la manière indiquée sur la figure 1. L'espacement entre la face active du poinçon d'estampage 1 et l'embase 6 est déterminé par un certain nombre d'organes de traction, conçus par exemple sous la forme de boulons de butée 8, au moyen desquels les ressorts 7 reçoivent simultanément une tension préalable déterminée.Lorsqu'il s'agit notamment d'opérations d'estampage délicates exigeant une grande précision, il est avantageux de choisir une tension préalable assez forte pour que les ressorts ne soient pas comprimés pendant l'opération d'estampage; ce qui permet à son tour d'obtenir que le parallélisme entre la plaque d'estampage 5 et le plateau supérieur 4 de la presse soit déjà déterminé par les boulons de butée 8 et par la précision de guidage de la presse. On décrira ci-après le mode de fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit Pendant la fermeture de la presse, la face active du poinçon d'estampage est d'abord serrée sur la face supérieure de la pièce en matière plastique 3 pour y appliquer l'empreinte désirée. Avant cette opération, le couteau de découpage à l'emporte-pièce 2 est maintenu par la tension préalable des ressorts 8 à une distance suffisante du plateau supérieur 4 de la presse pour empêcher avec certitude toute décharge électrique entre les arêtes coupantes du couteau de découpage à l'emporte- pièce 2 et le plateau supérieur 4 pendante chauffage à haute fréquence. Le poinçon pénètre en descendant dans la pièce en matière plastique pendant l'opération d'estampage. A la fin de cette opération d'estampage, on augmente la puissance de serrage de la presse de façon que le poinçon 1 soit poussé vers l'intérieur du couteau de découpage 2 pendant l'opération consécutive de découpage à l'emporte-pièce. La presse est ainsi complètement fermée, de sorte que le couteau 2 sectionne complètement la pièce en matière plastique en même temps que les armatures textiles éventuellement incorporées. La pression agissant sur le poinçon d'estampage pendant l'opération de découpage à l'emporte-pièce, qui peut atteindre un multiple de la pression d'estampage après la tension préalable des ressorts, agit à l'encontre de la poussée de découpa ge#à#l'emporte-pièce, de sorte que la presse doit d'abord la vaincre et fournir complémentairement une poussée de découpage à 1 'emporte-pièce. L'agencement selon la figure 2 permet d'éviter cette poussée complémentairement nécessaire, qui s'impose notamment lorsqu'il s'agit d'outils à grande surface. Ce dispositif comprend encore un poinçon d'estampage 1, un outil de découpage à l'emporte-pièce 2 permettant de façonner une pièce en matière plastique 3, et un plateau supérieur 4 de la presse. Ces organes peuvent être conçus de la manière décrite pour le premie#r mode de réalisation. Sur le plateau inférieur 9 de la presse est montée une boîte qui pourrait bien entendu être également fixée à la face inférieure du plateau supérieur. La plaque de recouvrement 10 de cette boîte est proportionnée de façon qu'elle puisse résister à la pression maximale de découpage à ltemporte-pièce. A l'intérieur de la boîte est montée une plaque mobile Il agencée pour pouvoir se déplacer dans la direction de travail de la presse, et qui est actionnée par des moyens appropriés, par exemple directement par des vérins hydrauliques ou pneumatiques, ou indirectement par des organes intewméiairest par exemple au moyen de cales en coins, de cames décentrées ou de genouillères, et qui porte un certain nombre de poussoirs 12 engagés à coulissement dans des alésages appropriés de la plaque de recouvrement 10 de la boîte et propor tionnés de façon que leurs faces en bout supérieures arrivent à fleur de la face supérieure de la plaque de recouvrement dans la positiond'escamqtage ou de repos de la plaque mobile. L'embase porte-outils 6, fixée sur la plaque de recouvrement, présente des alésages distribués de la même manière, mais présentant de préférence un diamètre plus grand.Le couteau de découpage à l'emporte-pièce 2 est fixé rigidement sur l'embase 6 de la manière décrite en regard de la fig.1, tandis que la plaque 5, portant les poinçons d'estampage, repose sur un certain nombre de poussoirs 13 plongeant dans les alésages de l'embase 6 et proportionnés de façon que la face active du poinçon d'estampage 1 soit placée en retrait de l'arête coupante du couteau de découpage 2, et ce dans une proportion au moins égale à l'épaisseur de la pièce en matière plastique 3 dans la position de découpage à l'emporte-pièce. Pendant la course de travail de la plaque mobile 11, le poinçon d'estampage 1 est déplacé ou élevé d'une amplitude nécessaire au delà du plan de découpage, de sorte que l'outil de découpage est écarté de la surface de la pièce en matière plastique pendant l'opération d'estampage, et ce de la manière indiquée sur la figure 2. Pendant l'opération de découpage à l'emporte-pièce, par contre, la plaque mobile est retirée, de sorte que le couteau de découpage peut librement pénétrer dans la pièce en matière plastique. La force motrice que doit apporter la presse correspond dans ce cas simplement à la poussée nécessaire au découpage à l'emporte-pièce. RE#VENDICATIONS 1 - Procédé pour l'estampage et le découpage à l'emporte-pièce de flans plans en matière plastique, caractérisé en ce que l'opération de séparation ou de découpage à l'emporte-pièce n'est pas mise en oeuvre avant, mais de préférence après l'opération d'estampage, et en ce fait que la pièce en matière plastique est maintenue dans une position invariable dès le début de l'opération d'estampage et jusqu'# la fin de l'opération de découpage à l'emporte-pièce. 2 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage 1 est disposé à l'intérieur du pourtour de l'arête de coupe d' un outil de découpage à l'emporte-pièce connu en soi 2, et se déplace dans la même direction que celui-ci. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage 1 repose par l'intermédiaire de ressorts 7 ou d'une cale élastique sur le plateau inférieur 9 de l'appareil. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ressorts 7 sont préalablement armés par un certain nombre d'organes de traction 8 maintenant avec certitude le parallélisme entre la face active du poinçon d'estampage 1 et le plateau supérieur 4 de la presse. 5 - Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la tension préalable des ressorts 7 est choisie suffisante pour que le poinçon d'estampage 1 ne soit pas écarté des organes de traction 8 par l'action de la pression d'estampage nécessaire. 6 - Appareil selon la revendication 2; caractérisé en ce que le poinçon d'estampage 1 repose sur un certain nombre de poussoirs 13 engagés dans des alésages correspondants de l'em- base 6, en ce qu'une première source de force motrice distincte est reliée cinématiquement aux poussoirs 13 pour déplacer le poinçon d'estampage 1 pour l'opération d'estampage, et en ce qu' une deuxième source de force motrice 9, 10 est prévue pour déplacer l'embase 6 avec l'outil de découpage à l'emporte-pièce 2 pour l'opération de séparation ou de découpage à l'emportepièce. 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les alésages de l'embase 6 sont distribués de la même manière que dans une plaque de recouvrement correspondante 10 de la presse, mais présentent un plus grand diamètre que les alésages de cette plaque de recouvrement 10. 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage 1 est fait en matière moulée se prêtant au durcissement, et monté sur une plaque métallique. 9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce que le poinçon d'estampage 1 est fait en une matière se prêtant au chauffage dans un champ électrique alternatif à haute fréquence.