Brevet FR2359934A1 — publié le 19780224

Is présente invention concerne un appareil destiné à former des objets à partir d'une matière fibreuse en feuilles qui dégage un gaz, tel que la vapeur d'eau,lorsqutelle est chauffée. Il est connu de façonner sous pression des panneaux de matière fibreuse sous forme de structures curvilignes. se supportant d'elles-mêmes telles que des garnitures intérieures de pavillons d'automobiles. Belon le procédé connu, les panneaux sont mouillés avant d'être placés entre les matrices. le mouillage a pour but de ramollir la matière suffisamment pour permettre le formage sous pression sans qu'il se produise de déchirures ou de plissements. le formage sous pression se produit entre des matrices chauffées sous une pression suffisante pour provoquer un fluage de la matière en particulier dans les régions de courbure prononcée . Tle matrices sont ouvertes ou séparées plusieurs fois pour assurer le dégazage , c'està-dire permettre l'échappement de la vapeur d'eau engendrée dans le panneau par la chaleur des matrices.La durée supplémentaire de pressage nécessaire pour assurer le dégazage augmente sensiblement la durée globale de production et le prix du produit final. De plus, il faut prendre soin de ne pas trop mouiller le panneau car il pourrait se boursoufler si toute l'humidité n'était pas éliminée. Selon l'invention, un appareil de formage sous pression permet l'échappement du gaz engendré pendant que les matrices sont fermées. Par suite, la durée de séjour dans la presse est sensiblement écourtée. L'échappement plus rapide du gaz ou humidité assure aussi un meilleur séchage du panneau humidifié et permet par conséquent d'utiliser une plus grande quantité d'humidité pour amollir entièrement la matière. Dans certains cas, il peut être souhaitable de différer l'échappement des gaz pendant un temps prédéterminé après la fermeture initiale de la presse, et il est également prévu des moyens pour atteindre ce résultat. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée à son application à des panneaux traités à l'eau ou à la vapeur d'eau, bien qu'elle soit particulièrement intéressante dans ce cas, mais peut s'appliquer à tout objet engendrant un gaz ou de l'humidité pendant le formage sous pression. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une vue en perspective d'un panneau destiné à être formé pa-r l'appareil de la présente invention; la figure 2 est une vue de face de l'appareil selon l'invention qui est destiné au formage d'un objet à partir du panneau de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle à grande échelle par-dessus, suivant la ligne 3-3 de la figure 2, d'une partie de la matrice inférieure et de la grille ou élément poreux qui la recouvre; la figure 4 est une coupe partielle à grande échelle d'une partie de la figure 2;; la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante de l'appareil, la figure 6 est une vue partielle par-dessus suivant la ligne 6-6 de la figure 5 montrant une partie de la matrice inférieure et de la grille ou élément poreux qui la recouvre; et la figure 7 est une vue partielle à grande échelle d'une partie de la figure 5. En se référant plus partlculièremen-t au dessin, le flanc ou panneau 10 représenté sur la figure 1 peut comporter de nombreuses perforations 11 comme reprenté,ou peut être éventuellement plein. Il peut s'agir de tout panneau dégageant un gaz lorsqu'il est soumis à la chaleur ou à la chaleur et à la pression, lorsqu'il est formé sous pression par l'appareil qui sera décrit ci-après. Le panneau peut astre par exemple en papier, en carton fibreux ou en carton dur disponible dans le commerce, qui a été traité à l'eau ou à la vapeur d'eau pour le préparer en vue du formage sous pression. D'autres exemples comprennent du papier stratifié avec du polystyrène expansé, du coton traité par une résine ou autre matière résineuse.Il en existe d'autres, mais ces exemples comprennent des matières qui dégagent un gaz ou une humidité lorsqu'elles sont chauffées. Be carton fibreux ou le carton dur est disponible dans le commerce en provenance de nombreuses sources et est peu comateux, tout en présentant une structure élastique robuste du type utilisé pour la production de garnitures -intérieures de pavillons d'automobiles. A titre d'exemple, il se compose de fibres de bois liées par une résine et il est souvent difficile de lui imposer des courbures complexes par formage sous pression. Selon le procédé décrit ci-dessus, avant le formage sous pression, les panneaux de carton fibreux ou dur sont traités à l'eau ou à la vapeur d'eau afin d'amollir suffisamment la matière pour lui permettre dtetre façonnée en lui donnant des courbures complexes ou composées. Be traitement à l'eau ou à la vapeur d'eau a pour but de permettre de façonner le panneau sous application de chaleur et de pression sans qu'il se déchire ou se plisse. 'l'appareil de formage du flanc ou panneau humidifié 10 ou de tout panneau dégageant un gaz lorsqu'il est soumis à la chaleur ou bien à la chaleur et à la pression lors du formage sous pression, comprend un moule Il comportant une matrice inférieure 12 montée sur un support fixe 14 et une matrice supérieure 16 mobile verticalement de façon à se rapprocher et s.'éloigner de la matrice inférieure. La matrice supérieure est guidée, lorsqu'elle se déplace verticalement, par des colonnes 18 comportant des coulisses 20 dans lesquelles les bords latéraux opposés de la matrice supérieure sont logés et guidés. Il est possible de prévoir tout dispositif approprié pour soulever et abaisser la matrice supérieure, par exemple un vérin hydraulique à double effet dont la tige de piston 22 est représentée comme étant reliée à la matrice supérieure. 'les matrices 12 et 16 sont chauffées par tous dispositifs appropriés,par exemple par des éléments de chauffage électriques 17 représentés schématiquement sur le dessin. Ces matrices peuvent être également chauffées à l'huile, à la vapeur d'eau, à l'eau chaude ou par tout autre moyen approprié. 'les matrices inférieure et supérieure 12 et 16 présentent des faces 24 et 26 tournées l'une vers l'autre qui ont la courbure désirée du produit final à mouler à partir du panneau 10 dans l'espace ou cavité comprise entre les faces des matrices. La face 24 de la matrice inférieure présente plusieurs gorges 28 ouvertes à leurs extrémités qui, dans le présent cas, sont très rapprochées et parallèles les unes aux autres, lesdites gorges couvrant toute la distance comprise entre les bords opposés de la face de la matrice. De préférence, ladite face est rainurée comme représenté sur toute sa superficie, c'est-à-dire qu'elle présente des gorges qui sont à peu de distance les unes des-autres de l'avant à l'arrière de la face, chaque gorge se prolongeant d'un côté à l'autre et se terminant par des extrémités ouvertes.La section et l'écartement des gorges peuvent varier mais,dans le présent cas, les gorges sont à environ 19 mm les unes des autres et présentent une section semi-circulaire et une largeur d'environ 12,7 mm. Dans le présent cas, la face 26 de la matrice supérieure n'est pas rainurée, bien qu'elle puisse présenter une surface grainée pour conférer un grain analogue à un côté du panneau moulé. Une grille 30 recouvre la face 24 de la matrice inférieure. La grille épouse le contour de la face de la matrice sensiblement en contact superficiel et son profil correspond à celui de la face de la matrice de façon à la couvrir entière- ment. ta figure 3 représente un coin et il est bien entendu que les autres parties de la face 24 et de la grille 30 peuvent être identiques. De préférence, la.grille est fixée définitivement à la face de la matrice par exemple par brasage ou soudage. La dimension et l'écartement des orifices de la grille peuvent varier mais, dans la présente invention, les orifices de la grille sont d'un diamètre beaucoup plus petit que la largeur des gorges, le diamètre étant de 1,6 mm et l'écartement étant compris entre 1,6 et 3,2 mm. Comme indiqué plus haut, le panneau 10 peut être en carton fibreux ou dur qui est traité à l'eau selon le procédé décrit plus haut. Be panneau 10 traité à liteau est moulé entre les matrices 12 et 16 comme on le voit sur la figure 2. Le panneau 10 traité à l'eau est déposé sur la face 24 de la matrice recouverte par la grille, puis le moule est fermé en abaissant la matrice supérieure'sur le panneau avec application de pression. La chaleur dégagée par les matrices transforme l'eau contenue dans le corps du panneau en vapeur d'eau qui peut s'échapper en passant par les orifices de la grille et être évacuée par les extrémités ouvertes des gorges 28 pendant que émoule reste fermé.Si le panneau est perforé, il est alors possible de maintenir le moule fermé pendant toute la durée du moulage et il n'est pas néeessaire de séparer périodiquement les matrices pour assurer le dégazage, étant donné que le gaz peut s'échapper rapidement et continuellement du moule fermé. Toutefois, si le panneau n'est pas perforé et, comme on le voit sur les figures 2 et 4, seule une face de matrice est rainurée et recouverte d'une grille, il peut etre souhaitable de séparer les matrices une fois au cours du moulage pour libérer une plus grande quantité de vapeur, étant donné que l'humidité ne peut pas s'échapper aussi rapidement d'un panneau plein. La grille est utilisée pour empecher le matériau du panneau d'entrer dans les gorges et de les remplir en obturant les passages d'échappement de la vapeur d'eau. 'les orifices de la grille sont suffisamment petits pour retenir le matériau du panneau mais offrent un passage suffisant pour que la vapeur d'eau puisse sortir et s'échapper par les gorges. La grille peut être de nature poreuse sur toute son étendue et les gorges peuvent être ménagées sur toute la face de la matrice bien que ce ne soit pas indispensable. En fait, de petites régions de la grille peuvent être pleines au lieu d'être perforées, lorsque le panneau est soumis à une forte flexion entre les matrices.Dans de telles régions de formage prononcé , les perforations de la grille pourraient provoquer l'abrasion et la déchirure ou l'éraflement du matériau du panneau. Tant que des régions importantes de la grille sont perforées et que des régions importantes de la face de la matrice sont rainurées, les possibilités d'échappement du gaz sont amplement suffisantes. La grille peut être d'une forme plus ou moins classique comportant des fils métalliques croisés (figure 3) ou bien elle peut entre d'une autre nature poreuse,par exemple une feuille présentant de nombreux trous de toute forme voulue (figure 6). La chaleur et la pression auxquelles la presse est utilisée peuvent varier dans une large mesure selon les conditions et les matériaux utilisés. Une garniture intérieure classique de pavillon d'automobile peut être réalisée en carton fibreux traité à l'eau dans une presse de 300 tonnes en moins d'une minute à une température de 246 C. Une si haute température chasse rapidement la vapeur d'eau. En réalité, il est possible d'avoir recours à des températures plus basses. Il est également possible d'utiliser de plus faibles pressions, ce qui peut Astre souhaitable du fait qu'il faut moins de temps pour le fonctionnement de la presse.Des résultats satisfaisants ont été obtenus avec de plus faibles pressions du fait que, comme ont'a indiqué plus haut, le séchage meilleur et plus rapide du panneau dt à l'évacuation plus rapide de la vapeur d'eau des matrices fermées de l'invention permet de mieux humidifier le panneau et donc de mieux l'amollir lorsqu'il est introduit entre les matrices. La durée de pressage est encore écourtée par l'émission du gaz pendant que la presse est fermée. 'lorsque le panneau est enlevé de la presse, il -est sensiblement sec et conserve sa forme, le matériau du panneau étant façonné et ayant une nouvelle forme permanente après refroidissement. 'les figures 5, 6 et 7 représentent une variante du moule, dans laquelle la matrice inférieure 12' a la même forme que la matrice 12, mais dans laquelle la face 24'de là matrice présente des gorges orientées dans les deux directions pour former une configuration analogue à une grille comme on le voit en particulier sur la figure 6.En d'autres termes, en plus des gorges 28' qui peuvent être identiques aux gorges 28 précédemment décrites et qui peuvent être très rapprochées dans le sens de l'avant à l'arrière de la face de la matrice et parallèles les unes aux autres pour couvrir toute la distance comprise entre les bords opposés de ladite face de façon à être ouvertes à leurs extrémités, il y a des gorges supplémentaires 50 qui sont orientées suivant un angle, dans le présent cas un angle droit par rapport aux gorges 28', c'est-à-dire de l'avant à l'arrière de la face de la matrice.Ces gorges 50 pevvent être identiques aux gorges 28' et peuvent être également très rappro chées dans le sens d'un côté à l'autre de la face de la matrice et parallèles les unes aux autres pour couvrir toute la distance comprise entre les bords-opposés avant et arrière de la face de lt matrice de façon à être ouvertes à leurs extrémités. Dans ce cas, la principale sortie pour l'échappement de la vapeur d'eau s'effectue par un système de canaux 52 ménagés dans le corps de la matrice inférieure et communiquant avec les gorges 28' et 50 par des trous 54 ménagés aux points de croisement des gorges. De nombreux trous 54 sont ménagés pour permettre à la vapeur d'eau de réchapper facilement et l'un de ces trous est ménagé de préférence à chaque point d'intersection. Be système 52 comporte des canaux 56 dans la matrice 12' qui sont mutuellement reliés et avec lesquels communiquent les trous 54. Ces canaux 56 débouchent tous dans un ou plusieurs orifices de sortie 58. Dans cette forme de réalisation, la matrice supérieure 16' présente une face 26' qui, comme la face 26 précédemment décrite,est de courbure complémentaire de celle de la face 24-'. La face 26' a le même profil que la face 24' et est entourée d'une jupe 60 se prolongeant vers le bas qui, lorsque le moule se ferme, vient s'emboîter étroitement autour de la périphérie de la matrice inférieure, les surfaces 62 de la jupe recouvrant en contact sensiblement superficiel les surfaces 64 de ladite matrice inférieure. Ceci constitue une matrice à pincement dont la jupe 60 constitue un couteau périphérique destiné à rogner la bordure du panneau 10 lorsque le moule est fermé. Etant donné que, dans la position fermée de la presse, la jupe 60 obture les gorges 28' et 50 tout autour de la périphérie de la matrice inférieure, il faut prévoir d'autres moyens pour l'échappement de la vapeur d'eau et c'est justement le système 52 comprenant les canaux 56, les trous 54 et l'ori- fice de sortie 58 qui remplit cette fonction. Dans cette forme de réalisation, la face 26' est rainurée de la mAsme façon que la face 24'. En d'autres termes, la face 26' présente plusieurs gorges 70 qui peuvent être très rapprochées dans le sens de l'avant à l'arrière de la face de la matrice et qui peuvent être parallèles tout en couvrant toute la distance comprise entre les bords latéraux opposés de la face. De plus, des gorges transversales 72 sont orientées suivant un angle qui est un angle droit dans ce cas par rapport aux gorges 70, c'est-à-dire de l'avant à l'arrière de la face de la matrice. Ces gorges 72 peuvent être très rapprochées dans le sens latéral de la face de la matrice et couvrent toute la distance comprise entre les bords opposés avant et arrière de ladite face.Toutefois, les gorges 70 et 72 ne sont pas ouvertes à leurs extrémités étant donné qu'elles se terminent contre les surfaces 62 de la jupe rectangulaire 60. Un système de canaux 76 du corps de la matrice 16' permettant à la vapeur d'eau de s'échapper des gorges 70 et 72 comporte des canaux 78 ménagés dans la matrice 16' qui sont reliés entre eux et qui aboutissent à un ou plusieurs orifices de sortie 80. De nombreux orifices 82 sont ménagés pour permettre à la vapeur d'eau de s'échapper des gorges 70 et 72 dans les canaux et, dans ce cas, un orifice 82 est ménagé à chaque point d' intersection. Cette forme de réalisation de l'invention utilise deux grilles dont une recouvre chaque face rainurée des matrices. Ces grilles sont désignées par 84 et sont de mêmes dimension, forme et profil que les faces respectives des matrices de manière à s'ajuster dans la jupe 60 de la matrice supérieure. La grille inférieure est représentée sur la figure 6 comme ayant la forme d'une feuille percée de nombreux petits trous de toute configuration voulue, mais elle peut se composer de fils métalliques croisés comme on le voit sur la figure 3. La dimension et ltécartement des trous des grilles 84 peuvent être identiques à ceux de la grille 30. 'les grilles sont fixées de préférence aux faces respectives des matrices en contact superficiel,par exemple par soudage ou brasage. Comme dans la forme de réalisation précédente, il est prévu des éléments, qui sont désignés par 17', pour chauffér les deux matrices, ces éléments étant représentés schématiquement comme étant de nature électrique mais peuvent se composer de tous moyens appropriés comme ceux précédemment cités pour la forme de réalisation precédente. Comme pour la première forme de réalisation, la matrice supérieure est déplacée vers le haut et vers le bas dans des coulisses 20 ménagées dans des colonnes 18 par un dispositif d'entralnement analogue comprenant une tige 22. En se référant à la figure 5, il est possible de prévoir un dispositif pour fermer le système de canaux permettant à la vapeur dfeau de s'échapper de la presse pendant une durée prédéterminée après la fermeture de la presse. Ceci a pour but de retenir la vapeur d'eau chauffée dans le panneau pendant la première partie du temps de fermeture de la presse afin d'accélérer le traitement thermique du panneau. A cet effet, les deux orifices de sortie 58 et 80 sont reliés par des conduits 85 à un distributeur normalement fermé 86 qui est actionné en réponse à l'excitation d'un électro-aimant 88. Un distributeur 98 incorporé dans le conduit 85 est normalement réglé pour ouvrir le passage vers le distributeur 86.Il peut être actionné pour faire communiquer un conduit 97 d'air comprimé avec le conduit 85 et pour interrompre la communication dans le distributeur 86 dans un but qui sera expliqué plus bas. L'électro-aimant 88 est excité par un relais 89 à action différée actionné en réponse à la fermeture du moule. Comme on le voit sur la figure 5, le relais à action différée est monté dans une position telle que son contact 90 ferme le relais lorsque la matrice supérieure descend en position fermée. Au bout d'un temps prédéterminé qui dépendu du réglage du relais, ce dernier excite l'électro-aimant 88 pour mettre le distributeur 86 en position ouverte afin de permettre à la vapeur d'eau de s1 échapper continuellement des systèmes de canaux des deux matrices pendant le reste du temps de fermeture du moule.Lors de l'ouverture du moule pour enlever le panneau, le distributeur est remis immédiatement en position fermée du fait que le relais 89 et le solénorde 88 sont désexcités. En se référant encore à la figure 5, il est également possible de prévoir un moyen permettant de séparer le panneau de la matrice après l'ouverture du moule afin de le décoller et de le protéger d'un contact trop long avec la face chaude de la matrice. Be conduit d'air comprimé 97 peut communiquer avec le conduit 85 par l'intermédiaire du distributeur 98 qui est normalement réglé pour établir une communication avec le distributeur 86 à électro-aimant et pour interrompre la communication avec le conduit 97.Après l'écartement des matrices, le distributeur 98 peut tre actionné pour bloquer le distributeur 86 de façon qu'il ne communique plus avec le conduit 85 et pour établir une communication entre les conduits 97 et 85 afin d'insuffler de l'air froid dans le système de canaux des deux matrices 12' et 16' pour dégager le panneau de l'une ou l'autre des faces des matrices auxquelles il peut rester collé. Be panneau repose ou flotte alors sur la face de la matrice inférieure jusqu'à ce qu'il soit enlevé. De cette manière, le panneau n'est pas endommagé par un contact tro)p prolongé avec la face chaude de la matrice. Ensuite, le distributeur 98 est remis à sa position dans laquelle il établit une communication entre le conduit 85 et le distributeur 86 et bloque le conduit d'air 97. Be panneau 10 peut être façonné entre les matrices 12' et 16' en le plaçant entre les faces recouvertes d'une grille desdites matrices dans la position ouverte du moule. Be panneau est légèrement plus grand que les faces des matrices de façon à dépasser leurs bords. 'lorsque la matrice supérieure est abaissée pour fermer le moule, la jupe 60 rogne les bords périphériques du panneau et ce dernier est façonné sous application de chaleur et de pression, comme dans la première forme de réalisation. Le distributeur 86 commandé par le relais 89 et l'électro-aimant 88 permet à la vapeur d'eau de s'échapper au bout d'un temps prédéterminé après la fermeture des matrices.Dès que les matrices sont ouvertes, le distributeur 98 est actionné pour faire communiquer le conduit 97 avec le conduit 85 de manière à libérer le panneau par soufflage. Naturellement, la jupe rogneuse 60 de cette forme de réalisation pourrait astre éventuellement supprimée, en conservant le reste de l'appareil. Par ailleurs, le distributeur 86 pourrait être supprimé de façon que la vapeur d'eau puisse s'échapper continuellement pendant toute la durée de fermeture de la presse. Il est bien entendu que le distributeur 86 et le dispositif associé à action différée peuvent Astre utilisés dans la forme de réalisation des figures 1 à 4 pour empêcher lléchappe- ment de la vapeur d'eau pendant la première partie du temps de fermeture des matrices. Egalement, le système de gorges croisées ménagé dans la matrice inférieure des figures 5 à 7 ainsi que le dispositif à air comprimé permettant de dégager le panneau pourraient être utilisés dans la matrice inférieure des figures 1 à 4. La forme de réalisation des figures 5 à 7 permet au gaz de s'échapper rapidèment des deux contés du panneau. Par conséquent, il n'est habituellement pas nécessaire d'ouvrir ou de séparer les matrices de la forme de réalisation des figures 5 à 7, ne serait-ce qu'une fois pendant le moulage, indépendamment du fait que le panneau soit perforé ou non, et la durée de séjour dans la presse est écourtée. Il va de soi que l'appareil décrit peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de formage d'un flanc qui dégage un gaz lorsqu'vil est soumis à la chaleur pendant son formage, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un moule chauffé comprenant des éléments définissant une cavité de moulage dans laquelle le flanc peut Astre façonné, et un dispositif entrant en fonction pendant que le flanc est formé dans la cavité du moule pour évacuer le gaz dégagé par le flanclsous l'effet de la chaleur dégagée par le moule. 2. Appareil selon la revendication 1, caracté-,-isé en ce que le dispositif d'évacuation du gaz comprend des canaux communiquant avec la cavité du moule. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un élément poreux intercalé entre le flanc et une surface de ladite cavité pour empêcher le matériau du flanc d'obtur. les canaux. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à commander l'évacuation du gaz dégagé par le flanc. 5. Appareil de formage d'inde feuille de matière fibreuse ou analogue qui dégage un gaz lorsqu'elle est soumise à la chaleur pendant son formage, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un moule présen-tant deux matrices chauffées qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre de façon à se rapprocher et s'éloigner en se fermant et s'ouvrant et qui présentent des faces tournées l'une vers l'autre,entre lesquelles la feuille peut être façonnée avec applica.tion de chaleur et de pression lorsque les matrices sont fermées, et un dispositif destiné, pendant la durée de fermeture des matrices, à évacuer le gaz dégagé par le flanc sous l'effet de la chaleur des matrices, ledit dispositif d'évacuation du gaz comprenant des canaux débouchant dans l"une des faces de matrices, et une couche poreuse entre ladite face et la feuille pour empêcher le matériau de cette dernière d'obturer lesdits canaux. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les canaux sont- constitués de gorges ménagées dans la face d'une matrice. 7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les canaux débouchent dans un orifice d'évacuation qui est ouvert et fermé par un distributeur. 8. Appareil selon la revendication 6caractérisé en ce qu'il comporte un canal de sortie communiquant avec lesdites gorges, un distributeur normalement fermé destiné à ouvrir et à fermer le canal de sortie,et un dispositif à action différée qui est actionné par la fermeture des matrices pour ouvrir le distributeur au bout d'un temps prédéterminé après la fermeture. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation du gaz comprend des canaux supplémentaires sous la forme de gorges débouchant dans l'autre des faces de matrices et une seconde couche poreuse intercalée entre cette autre face et la feuille. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte vn dispositif destiné à décoller la feuille du moule après son ouverture et comprenant un élément destiné à diriger un fluide dans lesdits canaux.