Brevet FR2175515A1 — publié le 19731026

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l1 obtention de nappes de très grandes dimensions, à partir de feuilles différents matériaux, et plus particulièrement de matière plastique ou/et tissu. La fabrication de feuilles en diverses matières plastiques, comme par exemple polyoléfines, chlorure de polvvinyle, ré sinegacryliques et autres, fait I1 objet d'une technique très développée à ltheure actuelle ; ainsi, est-il courant de fabriquer de telles feuilles en de centaines de mètres de long avec des largeurs pouvant atteindre 3 mètres.Cependant, la production de feuilles de plus grande largeur se heurte à des difficultés technologiques bien connues, ce qui constitue un écueil dans la fabrication de nappes de grandes étendues, telles que par exemple bA- ches ou couvertures, dont l'industrie, ltagriculture et la vie courante ont de plus en plus besoin. I1 en résulte que les nappes de grandes dimensions doivent être confectionnées par 1'assembla- ge - collage, soudure, couture, agrafage,etc., - de feuilles individuelles, bord à bord.Cette opération n'était jusqu'à présent réalisable qu'en discontinu, manuellement, et exigeait, pour son exécution, des aires de travail très étendues et une main-d'oeuvre fort coûteuse ; la production de telles bâches ou couvertures, par la technique connue, est donc très lente. La présente invention apporte, dans ce domaine, un progrès marqué ; elle permet une fabrication en continu de nappes en plastique, tissu ou autres matériaux foliés, éventuellement stratifiés, de toutes dimensions voulues, avec un rythme rapide, convenant bien à une production industrielle à grande échelle. La fabrication suivant l'invention n1 exige qu'un emplacement réduit en comparaison de l'4tendue des nappes à confectionner, et elle peut être conduite par une main-dbéuvre très peu nombreuse.Ainsi, par exemple, il est possible d'obtenir en une demi heure, avec l'intervention de deux manipulateurs, une bâche en matière plastique d'environ 20 m sur 20 m, à partir de bandes de ce plastique de 2,8 m de large, ce qui constitue une amélioration considérable sur ltétat antérieur de cette technique, où la durée d'une telle opération était de plusieurs heures. Le nouveau procédé suivant 11 invention, utilisant le soudage, ou autre moyen équivalent, pour fixer bord à bord plusieurs feuilles de matière plastique ou de tissu, est caractérisé par les opérations suivantes : une première feuille est d'abord maintenue fixe sur une aire de travail ; une seconde feuille est déroulée en continu le long du bord de la premiere, avec un léger recouvrement de la lisière de celle-ci, et les deux bords sont soudés en continu, au fur et à mesure du déroulage de la seconde feuille ; lorsque la fin de la largeur de la première feuille est ainsi atteinte, on coupe la deuxième feuille perpendiculairement W la ligne de soudure, et l'on fait reculer la première feuille, de façon à amener son nouveau bord (ctest-à-dire celui de la partie ajoutée par le premier soudage) jusqu'à l'emplacement initial du bord de la première feuille ; on répute alors le déroulement et le soudage d'une deuxième feuille, comme précédemment, et l'opération est répétée autant de fois qu'il faut, pour arriver à la dimension finale voulue. Ainsi, conformément à l'invention, à une première feuille, maintenue fixe pendant la durée de la soudure, suivant sa longueur ou sa largeur, on réunit, bord à bord, des coupes, de longueur correspondant à cette largeur ou longueur, d'une seconde feuille qui, au contraire de la première, n'est pas fixée d'avance, mais est appliquée progressivement sur la lisière de la première et aussitôt soudée. Le mode préféré d'application de cette deuxiè- me feuille consiste à déplacer un rouleau de celle-ci le long de la lisière de la première feuille, en déroulant progressivement la première feuille de ce rouleau ; bien entendu, l'axe du rouleau doit rester rigoureusement perpendiculaire au bord de la première feuille fixe, pour que la ligne de soudure reste bien parallèle à ce bord. Bien que, dans la présente description, on parle surtout de soudage, le nouveau procédé peut être pratiqué avec d'autres moyenne fixation, comme par exemple collage, agrafage, couture, etc. En ce qui concerne le mode de maintien en place de la première feuille, durant la soudure, il peut être emprunté à tout art connu, et plus particulièrement à la fixation par dépression, c'est-à-dire par succion. De même, des moyens classiques peuvent être employés pour le déroulement continu de la seconde feuille et pour les déplacements intermittents. Pour se rendre compte de ltetendue inusitée des nappes, pouvant être produites suivant l'invention, on notera que, si la première feuille est employée suivant sa longueur, qui peut être quelconque, par exemple 10 à 100 m ou mEme plus, il suffit de lui souder bord à bord un nombre suffisant des mêmes longueurs de la deuxième feuille pour obtenir un rectangle de très grande surface. Par exemple, si l'on dispose sur l'aire de travail une longueur de 40 m d'une feuille dont la largeur est de 2,80 m, on peut souder successivement 13 longueurs de 40 m de la deuxième feuille, venant du rouleau, pour obtenir une grande bâche de 39 sur 40 m, compte tenu de la largeur du recouvrement des deux feuilles à ltendroit de la soudure, recouvrement qui réduit ici une des dimensions à 39 m au lieu de 40 m. Le nouveau dispositif, pour la réalisation de l'invention, comprend, en combinaison : une aire de travail munie de moyens pour l'immobilisation de la feuille à traiter ; un chariot mobile le long de ladite aire ; un rouleau de dévidage d'une deuxième feuille à traiter ; des moyens de fixation des bords des feuilles l'une à l'autre ; un mécanisme de coupe de la seconde feuille pa rallewlement à l'axe du rouleau, ainsi qu'un système de déplacement de la première feuille dans une direction parallèle, mais opposée à l'axe du rouleau. Dans une forme préférée de l'invention, l'aire de travail est constituée par un caisson, dont la paroi supérieure, horizontale ou sensiblement horizontale, est percée d'orifices, l'intérieur du caisson étant relié à l'aspiration d'une pompe. La première feuille ou laize de matériau à souder est fixée à la surface supérieure du caisson, par succion à travers les orifices susmentionnés. Il suffit de cesser l'aspiration, et laisser l'air pénétrer dans le caisson, pour pouvoir, le moment venu, déplacer la première feuille. Le caisson se termine par une bordure non perforée, résistante, destinée à servir d'appui aux feuilles en cours de soudage et de forgeage ; éventuellement, cette bordure est remplacée par une pièce rigide indépendante du caisson. Le chariot, suivant l'invention, est monté sur des rails, ou sur un dispositif équivalent, situés en contrebas le long de la bordure du caisson. Au chariot est assujetti un bâti supportant un rouleau ou bobine à axe perpendiculaire i la bordure du caisson. De préférence, la bobine est amovible et déplaçable en hauteur par rapport au niveau de la surface du caisson. Cela peut être réalisé par un quelconque des moyens connus en soi, par exemple par la pose des bouts de l'axe de la bobine dans les dentures de crémaillères. Un rouleau de feuille en matière plastique, porté par une telle bobine, se dévide, au fur et h mesure du déplacement du chariot, à partir du moment où un des bords de la feuille a été fixé sur la bordure du caisson. Le bâti du chariot porte, d'autre part, du caté du caisson, les moyens de fixation des feuilles, c'est-à-dire le dispositif choisi dans chaque cas particulier, notamment un dispositif de collage, d'agrafage, de couture, et plus particulièrement une ou plusieurs barres de soudage, lorsque les feuilles sont en matière thermoplastique. La coupe de la feuille, dévidée du rouleau, arrivée à l'extrémité de la zone de soudage voulu, peut entre effectuée au moyen de tout système connu, il n'y a donc pas lieu de le décrire ici. Le dispositif de coupe peut être monté sur le chariot lui-même, sur l'extrémité terminale du caisson ou éventuellement en dehors de ces deux parties de l'installation ; il peut d'ailleurs être commandé automatiquement, comme cela se pratique dans le sectionnement des feuilles ou fils sur différentes machines connues. Le système de déplacement de la première feuille, qui entre en action par intermittences, peut être constitué par un jeu de cylindres ou galets, entre lesquels passent au moins deux bords opposés de la première feuille. Bien que les dispositifs de soudage des matières plastiques, au moyen de barres chauffées électriquement, soient connus et applicables tels quels au dispositif suivant l'invention, une forme préférée de celle-ci comporte un ensemble de plusieurs barres, réglées à des températures différentes, suivies d'une ou de plusieurs barres de forgeage froides. Dans une forme particulière d'exécution, le bâti du chariot porte en outre, en arrière de la bobine de feuille à traiter, une petite bobine de bande étroite portant des inscriptions, dessins ou autres marques ; cette bande est interposée entre les bords à souder des deux feuilles, et constitue, après soudage, un marquage non effaçable. L'invention est illustrée par la description qui suit d'une forme d'exécution particulière. Fig. 1 représente, en perspective, schdmatiquement, l'ensemble d'une installation suivant l'invention. Fig. 2 est une vue, également en perspective, du chariot qui montre le système de soudage, avec ses accessoires, monté sur le bâti du chariot. Fig. 3 est une élévation d'extrémité avant, correspondant à la figure 1. Fig. 4 montre en perspective le caisson et les rouleaux d'entratnement intermittent de la première feuille. Fig. 5 montre en perspective les barres de soudage et de refroidissement avec leurs commandes et accessoires électriques. Sur la figure 1 on voit, à droite, la première feuille de matière plastique, dont une partie terminale repose sur le caisson 2 fixé sur un socle 3. Sous la région de la feuille 1 indiquée en pointillés, le caisson 2 porte des orifices (non visibles sur le dessin) recouverts par une feuille de caoutchouc 4, elle-même percée d'orifices. Le caisson 2, étant relié à l'aspiration d'une pompe à vide non représentée sur le dessin, maintient fermement la feuille 1 plaquée sur le caoutchouc 4, lorsque son intérieur est en dépression. La lisière 12 du caisson 2, également recouverte de caoutchouc 4, n'est pas perforée, et elle présente une résistance convenable pour servir d'appui au système de soudage 8 qui fixe les bords des feuilles 1 et 6 ; le bord de la feuille 6 recouvre celui de la laize 1 d'une certaine largeur qui peut varier, selon les cas, entre quelques millimètres et quelques centimètres. La seconde feuille 6 est dévidée de la bobine 16, qui est déplacée progressivement dans le sens de la flèche. Ce déplacement est lié à celui du chariot 5 qui roule sur les rails 7. Le chariot 5 se voit mieux sur la figure 2, la bobine 16 ayant été relevée au moyen d'un palan. Le bati Sa du chariot porte une paire de crémaillères 13-13', destinées à recevoir les bouts de l'axe de la bobine 16. D'autre part, à ce bâti Sa, est articulé, au moyen de la charniçre 10, un bras 9 qui porte, par l'intermédiaire d'un système de biellettes 14-14', une tête de soudage 8. Grâ- ce à la charnière 10, le bras 9 avec sa tête 8 peut être écarté latéralement suivant la flèche, pour permettre la mise en place de la bobine 16 ; une fois remis dans sa position normale, ce bras est verrouillé à l'aide du verrou 11, sur le bâti Sa. A l'avant du bras 9 on voit la vis ou la manivelle 15 servant au réglage de la pression de la tête 8 sur la lisière 12 du caisson 2. Sur la figure 3, on voit, en plus du chariot 5 sur ses rails 7, de la bobine 16, du caisson 2 et de la laize 1, un système de trois cylindres 17, 17a et 17b servant à déplacer, vers la droite du dessin, la laize 1, chaque fois que la longueur voulue de la feuille 6 a été soudée à l'extrémité gauche de cette laize. La perspectivee la figure 4 permet de mieux-comprendre la disposition de la figure 3, notamment le mottage des rouleaux 17-17a-17b qui servent au déplacement intermittent de la laize 1, chaque fois que la soudure de la feuille 6 sur la lisière de cette laize a atteint l'extrémité gauche de la laize 1. On peut voir plus nettement, sur la figure 4, le caisson 2, sa lisière 12, la bande de caoutchouc siliconé 4 recouvrant cette lisière, ainsi que les orifices, par lesquels l'aspiration maintient fixe la laize 1 sur le caisson 2.Le dessin représente une bande de caoutchouc 4 s'étendant sur la région perforée du caisson, et percée elle-même d'orifices correspondants; il est, cependant, à noter que cette dernière disposition n'est pas obligatoire, le caoutchouc pouvant s'étendre seulement sur la lisière 12, sans recouvrir la partie perforée du dessus du caisson. La tête de soudage 8 des figures précédentes est représentée en détail sur la figure 5 qui constitue une des formes d'exécution préférées de l'installation suivant l'invention. Cette tête comprend un bâti vertical plan 18, sur lequel sont fixées 3 barres chauffantes 19, 19' et 19", une barre de refroidissement 20, les axes des rouleaux support 21-21 d'une bande de téflon 22, un dispositif 23 pour le relevage des barres de soudage chaudes, les relais de puissance ri à r4, des pyromètres, des interrupteurs, des voyants et d'autres accessoires. Chacune des barres de soudage 19-19'-19" est constituée par une plaque métallique d chauffée par une résistance électrique c, l'ensemble étant fixé à la plaque métallique commune a, à travers l'isolant thermique individuel b. Les trois barres chauffantes sont ainsi supportées par une plaque a unique, mais elles sont portées à des températures différentes, contrôlées par les sondes respectives S1 S2, 53. Chacune des résistances électriques c est reliée aux broches électriques respectivement chl, ch2 et ch3, alimentées par les relais rI, r2 et r3 ; ces relais sont excités ou non par les pyromètres respectifs pl, p2 et p3, eux-mêmes pilotés par les sondes correspondantes S1, S2 et S3. Les interrupteurs il, i2 et i3 permettent d'arrêter ou de mettre en marche le chauffage de chacune des résistances c séparément ; chacun de ces interrupteurs est encadré par deux voyants indiquant "en chauffe# ou "chaud". L'interrupteur i4 commande l'arrêt et la mise en chauffe des résistances c, en fonction des températures affichées sur les pyromètres, et en fonction de la position des interrupteurs il à i3. Ce montage permet d'avoir une température différente pour chacune des 3 barres d, réglable suivant la matière, les épaisseurs et la vitesse d'avance des feuilles à souder. La sonde S4 correspond à la barre froide 20, dont la température est mesurée par un thermomètre à cadran Th ; cette barre est destinée au forgeage de la soudure ; elle est refroidie par de liteau qui arrive par la buse f1 et sort par f2. Lorsqu'il est excité, le relais r4 alimente l'électro- aimant e : alors, les biellettes du dispositif de relevage 23 ne sont plus en ligne, et la plaque a remonte de quelques millimètres, tout en restant parallèle à elle-même, grâce au guidage par les deux colonnes 24 du dispositif. Un interrupteur i5 est prévu pour l'excitation manuelle du relais r4, notamment au cours des réglages; un autre interrupteur, i6, sert à la coupure générale ou enclenchement électrique de l'ensemble de la tête de soudage. Le relais r4 est couplé électriquement avec le mécanisme d'avance (non représenté sur les figures) du chariot 5, de telle manière que ce relais soit excité lorsque le chariot s'arrête ; il en résulte que l'arrêt du chariot a pour effet de faire coller 1' électro-aimant e,ce qui se traduit par relevage des barres de soudage ; ainsi, on évite de continuer la chauffe pendant l'arrêt de la machine, lorsque pour une cause fortuite celle-ci s'est arrêtée avant que le soudage d'une laize soit terminé. Inversement, dès la mise en marche du chariot 5, le relais r4 n'est plus excité, et les barres de soudage descendent. En ce qui concerne ltentratnement de la bande de téflon 22, interposée à la. manière classique entre les barres de soudage et la surface de feuille plastique à souder, il est effectué uniquement par friction. Le réglage convenable des températures des barres de soudage individuelles 19-19'-19" présente une grande importance pour l'obtention d'une bonne soudure. Ainsi, par exemple, on a trouvé que pour souder un film de polyéthylène (marque XDG 33 d' ICI) de 150 microns d'épaisseur à un second film identique, d' excellents résultats sont obtenus lorsque les pyromètres de la figure 5, plus2 et p3, indiquent respectivement 1400, 1600 et 150ex, la vitesse d'avance de la tête de soudage étant de 4 m/min. Dans une forme d'exécution de l'invention, une bobine d'un film de faible largeur, portant des inscriptions ou images imprimées, est placée derrière la bobine 16, et le film est déroulé en même temps que la feuille 6, entre celle-ci et la laize 1 de cette façon, le film imprimé est pris en sandwich et fixé par soudage entre les bords de 6 et de 1, ce qui rend inaltérable l' impression qu'il porte ; l'avantage de ce procédé réside en ce que l'impression est fixée très solidement dans la masse de la bâche, et qu'elle peut être faite avec n'importe quelle encre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication en continu de nappes ou haches en matière plastique, tissu ou autres matériaux foliés, par fixation bord à bord de plusieurs feuilles de ce matériau, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes une première feuille est d'abord maintenue fixe sur une aire de travail ; une seconde feuille est déroulée en continu le long du bord de la première avec un léger recouvrement de la lisière de celle-ci ; les deux bords sont fixés en continu, l'un à l'autre, au fur et à mesure du déroulement de la se conde feuille ; lorsque la fin de la largeur de la première feuille est ainsi atteinte, on coupe la deuxième feuille perpendiculairement à la ligne de soudure et l'on fait recu ler la première feuille, par rapport à l'aire de travail, de façon à amener son nouveau bord jusqu'à l'emplacement ini tial du bord de la première feuille ; on répète alors le dé roulement et le soudage d'une deuxième feuille, comme précé demment, et l'opération est répétée autant de fois qu'il faut, pour arriver à la dimension finale voulue de la nappe. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation des bords des feuilles est réalisée par soudage, les deux feuilles étant en matière thermo-plastique. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le soudage est réalisé par plusieurs barres de températures dif férentes ou égales, l'opération étant terminée par un forgeage au moyen d'une barre froide. 4. Procédé suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'action des barres chauffantes, ou autres moyens de fixation, est rendue dépendante du déroulage de ladite seconde feuille, de façon à cesser lorsque ce déroulage s'arrête. 5. Procédé suivant une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qutune bande de matériau portant des inscriptions, marques ou images imprimées, est prise en sandwich entre les bords des deux feuilles à fixer. 6. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en com binaison : une aire de travail, munie de moyens pour l'immobi lisation de la première feuille ; un chariot mobile le long de ladite aire ; un rouleau de dévidage d'une deuxième feuille, monté sur le chariot ; des moyens de fixation des bords des feuilles les unes aux autres, également montés sur ledit cha riot ; un mécanisme de coupe de la seconde feuille parallèle ment à l'axe du rouleau ; et un système de déplacement de la première feuille dans une direction parallèle, mais opposée à l'axe du rouleau. ?. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'aire de travail est constituée par un caisson relié à lt aspiration d'une pompe, la paroi supérieure, destinée à rece voir la première feuille, étant percée d'orifices. 8. Dispositif suivant une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qutune bobine, destinée à supporter le rouleau de la deuxième feuille, est montée dtune façon amovible sur un bâti vertical du chariot, et que les moyens de fixation des feuil les, ltune à autre, sont montés d'une façon escamotable sur ledit bâti. 9. Dispositif suivant une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les dits moyens de fixation sont constitués par une tête de soudage comportant plusieurs barres chauffantes, ré glables en température, indépendamment les unes des autres, suivies dtau moins une barre refroidie par circulation d'eau. 10. Dispositif suivant une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les dits moyens de fixation sont commandés par un électro-aimant alimenté par un relais électrique couplé élec triquement avec le mécanisme d'avance du chariot, de telle façon que ces moyens cessent dtagir lorsque le chariot s'arrête. 11. Dispositif suivant une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le bâti du chariot porte en outre, en arrière de la bobine de feuille à traiter, une petite bobine de bande étroite, portant des inscriptions, dessins, ou autres marques, bande destinée à être interposée entre les bords à souder des deux feuilles.