Brevet FR2373380A1 — publié le 19780707

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de formage par emboutissage de feuilles plastiques. Dans les procédés classiques de formage des feuilles plastiques par emboutissage, la forme tridimensionnelle que l'on désire donner à la feuille lui est communiquée par l'action d'une matrice ou poinçon sur la surface à former, maintenue en place par un serre-flan . Une même tension est donc exercée par le poinçon sur toute la surface à former, maintenue rigidement sur toute la zone d'emboutissage. Cette technique convient parfaitement au formage de filas plastiques dont les aptitudes à l'allongement et à la compression sont pratiquement les mêmes dans toutes les directions. Elle ne permet pas toutefois d'obtenir des résultats satisfaisants quand la feuille à former présente des aptitudes à l'allongement et à la compression différentes selon les directions. C'est le cas, par exemple, des tissus qui possèdent une certaine élasticité dans le sens de la trame alors qu'ils sont pratiquement bloqués dans le sens de la chaîne du fait des tensions exercées à l'ourdissage et au tissage ; c'est également le cas, et pour des raisons similaires pour les tricots chaîne ~ ces caractéristiques sont moins accentuées dans le cas des tricots trame qui présentent une bonne extensibilité dans toutes les directions ; mais, même dans ce cages on ne peut parler d'aptitude uniforme à l'allongement et à la compression. Les feuilles en matériaux non tissés, dans lesquels la cohésion du matelas de fibres est assurée soit par liage chimique, soit par liage mécanique (couture, aiguilletage...) présentent elles aussi, des aptitudes différentes à l'allongement et à la compression selon les directions. Quand on désire appliquer aux matériaux mentionnés cidessus le procédé classique de formage par emboutissage, on se heurte à de nombreux problèmes : la pression de maintien, exercée par le serre-flanc fixe étant la même dans toutes les directions, une même tension est exercée en tous les points de la surface à former par le poinçon, quelles que soient les aptitudes à l'allongemment et à la compression ; il en résulte l'apparition de phénomènes indésirables d'inégalités de surface et de froncements sur l'article formé, le formage se limitant à la déformation de la partie la moins extensible. La présente invention vise à apporter une solution à ces problèmes. C'est ainsi qu'elle a pour objet un procédé de formage par emboutissage de feuilles plastiques présentant des aptitudes à l'allongement et à la compression différentes selon les directions ; selon ce procédé, la tension de formage est répartie sensiblement uniformément dans toutes les directions par le jeu de moyens de maintien mobiles dont la position tout autour de la zone d' ~mboutissage, et la course, lors du formage, sont déterminées en fonction de l'aptitude à l'allongement et à la compression de la zone dont ils assurent le maintien et l'accompagnement, de telle sorte qu'en fin d'emboutissage, chacun des moyens de maintien et d'accompagnement occupe une position à proximité de la ligne de séparation de l'article formé, la course de ces moyens étant synchronisée avec celle du moyen de formage. Ainsi, les moyens de maintien correspondant aux zones d'allongement maximum sont, en position de départ relativement proches de la zone d'emboutissage et se déplacent, au cours du formage, à une vitesse inférieure à celle du moyen de formage, alors que les moyens correspondant aux zones de moinie allongement sont relativement éloignés de la zone d'emboutissage et se déplacent, au cours du formage, à une vitesse sensiblement égale à celle du moyen de formage, la position et la vitesse de dôplace- ment des moyens correspondant aux zones intermédiaires étant déterminées en fonction des paramètres allongement/compression de la feuille en chacune de ces zones. Il est ainsi possible de répartir la tension de formage de façon sensiblement uniforme dans toutes les directions, en l'adaptant aux différentes aptitudes à l'allongement et à la compression, et d'obtenir un article tridimensionnel dépourvu d'inégalités de surface et de froncements. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la feuille plastique~est une feuille de matière textile qui peut être un tissu, un tricot, un non-tissé ou toute autre matière similaire. Selon une entre caractéristique de l'invention, dans le cas où la déformation mécanique obtenue par emboutissage n'est pas stable, l'étape de formage est complétée par une étape de fixation de l'article formé. Suivant un mode de mise en oeuvre simple de l'invention, ltétape de fixation est constituée par un traitement thermique. La feuille textile est, de préférence, imprégnée préalablement à l'étape d'emboutissage d'un liquide facilitant ltopéra- tion de formage et le traitement thermique est un simple séchage. Le liquide d'imprégnation peut avantageusement renfermer un produit conférant une bonne tenue à l'article formé et appartenant, par exemple, à la classe des dérivés amylacés ou des composés vinyliques ou acryliques. Dans le cas où l'on désire communiquer à l'article formé une certaine permanence au lavage, le liquide d'imprégnation renferme une résine réticulable thermiquement et le traitement de séchage est suivi d'un traitement de polymérisation. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif comprend, en combinaison, une table supportant la feuille à emboutir entre des moyens d'appel pas à pas et de stockage et présentant, sensiblement en son centre, une fenêtre dont le contour correspond à la section de la forme â emboutir, des moyens mobiles de maintien de la feuille dans la zone d'emboutissage dont la position et la course sont déterminées en fonction des aptitudes à l'allongement et à la compression de la feuille aux divers points de maintien, des moyens de formage dont la course est synchronisée avec celle des moyens de maintien et des moyens de séparation mécanique de l'article formé. Suivant une forme d'exécution simple de l'invention, les moyens mobiles de maintien sont constitués par des aiguilles montées sur des vérins fixés à la face inférieure d'une plaque parallèle à la table supportant la feuille à emboutir et mobile transversalement pour permettre ltimplantation des aiguilles dans la dite feuille lors de l'emboutissage et leur retrait pendant l'avance de la feuille. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, les moyens mobiles de maintien sont constitués par un anneau en matière extensible, telle que le caoutchouc, qui monté sur les tiges des vérins précités, est lors de l'emboutissage, appliqué fortement sur la feuille dont il assure le maintien et l'accompagnement selon une ligne continue sur toute la périphérie de la forme à emboutir. Ce mode de maintien permet d'éviter les déformations radiales qui pourraient apparaltre dans les zones séparant les moyens de maintien quand ceux-ci sont constitués par des aiguilles. Les moyens de formage sont avantageusement constitués par au moins ut poinçon actionné par un vérin perpendiculaire à la table précitée. De pr8Erence, les moyens de séparation de l'article formé sont constitués par un couteau entourant la fenêtre de la table, et par une enclume ou contre-couteau, de même profil que le couteau, et mobile transversalement de manière à être appliquée contre le couteau en fin d'emboutissage. Selon un mode d'exécution particulier de l'invention, et pour permettre d'effectuer à la continue les opérations d'emboutissage, il est prévu uneroue entoilée dont chaque bras porte un poinçon qui est amené successivement au droit de la tige d'un vérin de commande au poste d'emboutissage,des moyens étant prévus pour assurer le maintien de l'article formé sur le poinçon d'emboutissage et des moyens étant également prévus pour assurer son éjection au poste de démoulage. C'est ainsi que chaque poinçon est relié aux orifices d'entrée et de sortie d'une pompe à air et qu'un distributeur le met en communication avec l'orifice de sortie de la poupe quand il se trouve au poste de démoulage et avec l'orifice d'entrée de la pompe pendant tout le reste du cycle, des perforations étant prévues sur la couronne de chaque poinçon pour assurer le placage de l'article moulé sur le corps du dit poinçon quand le dispositif travaille en depression et des perforations étant égaiement prévues sur le fond de chaque poinçon pour faciliter le démoulage par soufflage de l'article formé au poste d'éjection. Dans le cas où l'emboutissage est réalisé sur feuille à l'ôtant mouillé, il est avantageusement prévu un four de séchage, disposé en aval du poste d'emboutissage sur la trajectoire de l'article forme et en amont du poste de démoulage. Quand il est nécessaire de faire suivre l'opôration de séchage après emboutissage d'une opération de polymérisation de la matière dont la dite feuille est impregnde, le four de séchage est avantageusement équipé de moyens lui permettant d'atteindre les températures nécessaires a cette opération de polymérisation Selon une caractéristique particulière de l'invention, la couronne du poinçon d'emboutissage est pourvue d'une gorge communiquant à l'article formé une amorce de ligne de pliage. L'invention sera d'ailleurs mieux comprise à l'aide du dessin schématique annexé, d'une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, dans lequel Figure 1 est une vue en plan de la disposition des moyens mobiles de maintien de la feuille plastique autour de la zone d'emboutissage, avant l'opération de formage Figure 2 est une vue en plan montrant la disposition des dits moyens de maintien autour de la zone d'emboutissage en fin d'opération de formage Figures 3, 4, 5 et 6 sont des vues en coupe du dispositif au cours des différentes phases de lbpération de formage, respectivement avant mise en place des moyens de maintien, après mise en place des moyens de maintien, en fin d'opération de formage et pendant la découpe de l'article formé Figure 7 est une vue partielle et à échelle agrandie montrant le couteau et l'enclume en position de découpe Figure 8 est une vue en plan par dessus de l'ensemble de la machine et, Figure 9 est une coupe du poinçon suivant 9-9 de figure 8. Comme montré plus spécialement sur la figure 3, le dispositif selon l'invention se compose d'une table 8 supportant la feuille à emboutir 6 entre des moyens d'appel pas à pas et des moyens de stockage (non représentés) et qui comporte, sensiblement en son centre, une fenêtre 9 dont le contour correspond à la section de la forme à emboutir, dés aiguilles 2, montées sur 3 des vérins7fixés à la face inférieure d'une plaque 13 parallèle à la table 8 et dont la mobilité transversale est assurée par deux vérins latéraux (non représentés)our permettre l'implantation des aiguilles 2 dans la feuille 6 et leur retrait pendant l'avance de la feuille, d'un poinçon de formage 14, actionné par un vérin (non représenté) perpendiculaire à la table 8, d'un couteau 12 entourant la fenêtre 9 de la table 8 et d'une enclume 15 de même profil que le couteau 12, actionné selon un mouvement à genouillère à l'aide d'un vérin (non représenté). Dans la première phase de l'opôration (figure 3), la feuille à emboutir 6 se présente sur la table de formage 8, la plaque porte-vérins 13 étant en position haute, de même que le poinçon 14 et l'enclume 15. Dans la deuxième phase (figure 4) la plaque porte-vérins 13 descend et les aiguilles 2 fixent la feuille 6 selon la disposition de la figure 1. Comme indiqué en traits mixtes sur la figure 1, les aiguilles 2 peuvent être remplacées par un anneau 4 en matière extensible telle que le caoutchouc qui assure le maintien de la feuille 6 selon une ligne continue sur toute la périphérie de la forme à emboutir. Les aiguilles 2 ou l'anneau 4 sont placés selon une disposition sensiblement elliptique autour de la zone d'emboutissage 5.Les moyens de maintien correspondant aux zones d'allongement maximum de la feuille 6 sont placés selon le petit axe de l'ellipse, alors que les moyens de maintien correspondant aux zones de moindre allongement sont placés selon le grand axe de cette ellipse ; les moyens de maintien correspondant aux zones d'allongement intermédiaires sont placés en position intermédiaire, leur position étant déterminée entonction de l'aptitude à l'allongement de la zone dont ils assurent le maintien. Lors de la phase de mise en place des moyens de maintien, le poinçon 14 et l'enclume 15 restent en position haute (figura 4), Dans une troisième phase (figure 5) le poinçon 14 descend et vient emboutir la feuille 6, les moyens de maintien se déplaçant simultanément et accompagnant la dite feuille pour atteindre, en fin de course, la disposition représentée figure 2. La course des moyens de maintien, synchronisée avec celle du poinçon de formage, sera la même que celle du dit poinçon pour les moyens de maintien correspondant aux zones de moindre allongement ; elle sera inférieure à la course du poinçon pour les moyens de maintien correspondant aux zones d'allongement maximum, la course des moyens de maintien correspondant aux zones inter médiaires étant déterminée en fonction de l'aptitude à l'allongement de la zone dont ils assurent le maintien et l'accompagnement. A la fin de l'opération d'zboutissage, tous les moyens sont situés à égale distance et a proximité de la zone d'emboutissage j Lors de la phase d'emboutissage, l'enclume 15 reste en position haute (figure 5). Dans la dernière phase de l'opôration représentée figure 6, la découpe des bords de l'article formé est effectuée par descente de l'enclume 15 qui vient s'appliquer contre le couteau 12i Le détail de l'opôration de découpe est représenté figure 7. Des opérations successives d'emboutissage peuvent être effectuées a la continue sur une installation telle que celle représentée à la figure 8. Cette installation comporte une roue étoilée dont chaque bras 16 porte un poinçon 14 qui est amené successivement au droit de la tige d'un vérin de commande 17 au poste d'emboutissage 18. Pour assurer le maintien de l'article formé sur le poinçon d'emboutissage ainsi que son éjection au poste de démoulage 19, chaque poinçon 14 est relié aux orifices d'entrée et de sortie d'une pompe à air (non représentée) par une tuyauterie 20 ; un distributeur (non représenté) le met en communication avec ltori- fice de sortie de la pompe quand il se trouve au poste de démoulage 19 et avec l'orifice d'entrée de la dite pompe pendant tout le reste du cycle. La couronne du poinçon 14 est munie (figure 9) de perforations 21 assurant le placage de l'article formé sur le corps du poinçon quand l'appareil se trouve en dépression. Des perforations 22 sont également prévues sur le fond du poinçon pour faciliter ltéjection par soufflage au poste de démoulage 19. L'épaulement 23 de la tige du vérin 17 (figure 9) vient coopérer avec deux épaulements solidaires de la tige 24 du poinçon 14 quand le dit poinçon se trouve devant le poste d'emboutissage. Un dispositif de verrouillage à bille 25 assure la fixation de la tige 24 du poinçon 14 sur le bras correspondant de la roue étoilée 16 quand le dit poinçon se trouve aux postes suivant s. Une gorge 26 est aménagée sur la couronne du poinçon afin de communiquer à l'article fini l'amorce d'une ligne de pliage. Quand il est nécessaire de procéder au séchage d'une feuille ayant reçu avant emboutissage un traitement d'imprégnation sur un dispositif non représenté, un four de séchage 27 est disposé en aval du poste d'emboutissage 18 sur la trajectoire de passage de l'article formé et en amont du poste de démoulage Le. Quand l'article formé doit subir un traitement thermique, ou que la résine d'imprégnation doit être polymérisée, le four 27 est pourvu de moyens de chauffage adaptés et connus en eux-mêmes, lui permettant d'atteindre les températures nécessaireseà la polymérisation. ~tomme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution présentée ci-dessus-à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. En particulier, la disposition des moyens de maintien autour de la zone d'emboutissage pourra varier en fonction des caractéristiques de la feuille à former. - REVENDICATIONS 1 - Procédé de formage par emboutissage de feuilles plastiques présentant des aptitudes à l'allongement et à la compression différentes selon les directions, caractérisé en ce que la tension est répartie sensiblement uniformément dans toutes les directions avant le formage, par le jeu de moyens de maintien mobiles dont la position, tout autour de la zone d'emboutissage et la course, sont déterminées en fonction de l'aptitude à l'allongement et à la compression de la zone dont ils assurent le maintien et l'accompagnement, de telle sorte qu'en fin d'emboutissage chacun des moyens de maintien et d'accompagnement occupe une position à proximité de la ligne de séparation de l'article formé, la course de ces moyens étant synchronisée avec celle du moyen de formage. 2 - Procédé de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille plastique est une feuille de matière textile qui peut être un tissu, un tricot, un non-tissé ou toute autre matière similaire. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que 1'étape de formage est complétée par une étape de fixation de l'article formé. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ltétape de fixation est constituée par un traitement thermique. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la feuille textile est imprégnée préalablement à ltétape d'emboutissage d'un liquide facilitant l'opération de formage et le traitement thermique est un simple séchage. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le liquide d'imprégnation renferme un produit conférant une bonne tenue à l'article formé et appartenant, par exemple, à la classe des dérivés amylacés ou des composés vinyliques ou acryliques. 7 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le liquide d'imprôgnation renferme une résine réticulable thermiquement, et le traitement de séchage est suivi d'un traitement de polymérisation. 8 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, une table supportant la feuille à emboutir entre des moyens d'appel pas à pas et de stockage et présentant sensiblement en son centre, une fenêtre dont le contour correspond à la section de la forme à emboutir, des moyens mobiles de maintien de la feuille dans la zone d'emboutissage dont la position et la course sont déterminées en fonction desaptitudes à l'allongement et à la compression de la feuille aux divers points de maintien, des moyens de formage dont la course est synchronisée avec celle des moyens de maintien et des moyens de séparation mécanique de l'article forme. 9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens mobiles de maintien sont constitués par des aiguilles montées sur des vérins fixés à la face inférieure d'une plaque parallèle à la table supportant la feuille à emboutir et mobile transversalement pour permettre l'implantatinn des aiguilles dans la dite feuille lors de l'emboutissage et leur retrait pendant l'avance de la feuille. 10. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens mobiles de maintien sont constitués par un anneau en matière extensible, telle que le caoutchouc, qui monté sur les tiges des vérins précités, est, lors de l'emboutissage, appliqué fortement sur la feuille dont il asure le maintien et l'accompa- gnement selon une ligne continue sur toute la périphérie de la forme à emboutir. 11. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de formage sont constitués par au moins un poinçon actionné par un vérin perpendiculaire à la table précitée. 12. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de séparation de l'article formé sont constitués par un couteau entourant la fenêtre de la table, et par une enclume ou contre-couteau, de même profil que le couteau et mobile transversalement de manière à être appliquée contre le couteau en fin d'emboutissage. 13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que pour permettre d'effectuer à la continue les opérations d'emboutissage, il est prévu une roue étoilée dont chaque bras porte un poinçon qui est amené successivement au droit de la tige d'un vérin de commande au poste d'emboutissage, des moyens étant prévus pour assurer le maintien de l'article formé sur le poinçon d'emboutissage et des moyens étant également prévus pour assurer son éjection au poste de démoulage. 14. - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque poinçon est relié aux orifices d'entrée et de sortie d'une pompe à air et qu'un distributeur le met en communication avec l'orifice de sortie de la pompe quand il se trouve au poste de démoulage et avec l'orifice d'entrée de la pompe pendant tout le reste du cycle, des perforations étant prévues sur la couronne de chaque poinçon pour assurer le placage de l'article moulé sur le corps du dit poinçon quand le dispositif travaille en dépression et des petforations étant également prévues sur le fond de chaque poinçon pour faciliter le démoulage par soufflage de l'article formé au poste d'éjection. 15. - Dispositif selon l!une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce qu'un four de séchage est disposé en avaltdu poste d'emboutissage sur la trajectoire de l'article formé et en amont du poste de démoulage. 16. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que le four de séchage est équipé de moyens lui permettant d'atteindre les températures nécessaires à 1' opération de polymérisation. 17. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la couronne du poinçon d'emboutissage est pourvue d'une gorge communiquant à l'article formé une amorce de ligne de pliage.