Brevet FR2385528A1 — publié le 19781027

L'invention concerne un procédé et un dispositif de commande de presse pour fabrication d'objets plats, tels que des panneaux de stratifiés comportant au moins une couche superficielle en matière thermoplastique ou thermodurcissable. Elle vise plus particulièrement les presses utilisables pour les stratifiés, dont la couche supérieure et/ou inférieure est fabriquée, c1està-dire obtenue par transformation drun liquide par polymérisation. Cette technique est différente, et plus délicate et difficile à mettre en oeuvre que le simple collage de plusieurs~épaisseurs de matériaux imprégnés de liant, colle ou résine plastique. C'est un but devra présente invention de fournir un procédé et un dispositif qui permette de fabriquer correctement de tels produits. On connaît déjà de tels procédés, s? appliquant à des matières thermoplastiques ou thermodurcissables à l'état liquide. Dans ces procédés connus, llobjet est comprimé entre les deux plateaux d'une presse chauffante, dont l'un est fixe et l'autre, généralement le plateau supérieur, mobile verticalement par rapport au premier. Une difficulté importante consiste pendant le pressage à extraire ltair occlus dans le stratifié. Dans ce but, on a propose divers procédés. Dans un procédé, la presse comporte à sa périphérie des bourrelets d1étanchéité, et lorsque les plateaux arrivent au voisinage llun de l'autre, l'étanchéité est réalisée autour de la presse entre les deux plateaux et des conduites communiquant avec llintérieur de la presse aspirent l'air de llespace ainsi fermé entre les deux plateaux pour y établir une pression aussi basse que possible, de façon à provoquer à la surface de la matière plastique ramollie le dégazage de l'air qui s'y est trouvé emprisonné à la pression atmosphérique.Ces procédés n'ont pas donné satisfaction, parce que la dépression créée à l'intérieur de la presse provoque très rapidement un serrage énergique des plateaux 1 'un contre 1' autre, ce qui empêche flair de s' échapper. Dans un autre procédé, on utilise une presse dont un plateau est rigide, tandis que autre est flexible suivant une direction. Le plateau flexible, qui peut être constitué par une t^ole d'acier légèrement souple, éventuellement renforcée suivant une direction par des éléments rigides rectilignes disposés parallèlement, est appliqué à ltétat recourbé suivant une génératrice, de préférence centrale, et le plateau flexible est ensuite appliqué progressivement, en le déroulant, pour lui donner la forme plane, de façon à accroître la surface de contact jusqu'à ce qu'il soit appliqué complètement sur toute sa surface. Malgré l'importance des pressions mises en jeu, ces procédés n'ont pas donné satisfaction ; l'examen de la surface des produits obtenus révèle de nombreuses inclusions de bulles d'air dans la masse de matière plastique.Non seulement la surface n'est pas lisse, ce qui la rend plus salissante et plus difficile à nettoyer, mais la solidité du produit est affectée. En outre, les fortes pressions mises en jeu ne permettent de réaliser que des panneaux compacts, de forte densité. En particulier, il n'est pas possible de réaliser avec ces procédés et dispositifs des panneaux isolants comportant une couche poreuse par exemple. C'est un but de la présente invention, de fournir un procédé et un dispositif qui permettent de réaliser des panneaux de faible densité, sous des pressions modérées, et cela sans laisser d'air occlus dans les couches superficielles du panneau, en une seule opération de presse. On a également essayé de combiner les deux procédés, c'e9 à-dire d'utiliser une presse dont un plateau est flexible, les de ux plateaux comportant à leur périphérie un joint d'étanchéité, des moyens étant prévus pour faire le vide entre les plateaux dès que l'étanchéité est réalisée quand les plateaux sont suffisamment rapprochés. I1 n'a pas été possible jusqu'à maintenant d'obtenir un résultat correct, car si le vide est assez poussé, le plateau flexible se déforme et vient s'appliquer contre le stratifie, ce qui empeche l'air occlus de s'échapper. Les moyens pour appliquer le plateau flexible, qui est en pratique toujours le plateau supérieur, sur ltobjet à t raiter, sont constitués par une pluralité de vérins, hydrauliques ou pneumatiques, dont seuls certains, agissant suivant la ligne de première application du-plateau sur l'objet, correspondant généralement à un axe de symétrie du plateau, assurent également la remontée de ce plateau et le soutiennent lorsqu'il est en position haute. On a pu constater à l'usage qu'il était difficile de synchroniser parfaitement l'ensemble de ces vérins de levage, et que le plateau supérieur pouvait prendre par rapport à son orientation normale des obliquités pouvant amener un blocage de certains vérins et la rupture des pièces de liaison de ces vérins avec le plateau supérieur. Les procédés utilisant des moyens pour faire le vide présentent aussi un grave inconvénient, à savoir la difficulté de démoulage. Car lorsque l'on casse le vide à l'intérieur de la presse, 1 air ne peut pénétrer entre les plateaux qui restent énergiquement serrés l'un contre l'autre, et il faut mettre en jeu des forces énormes pour les décoller l'un de l'autre , il peut en outre en résulter une détérioration du produit stratifié. En outre la synchronisation de l'ensemble des vérins pendant le déplacement de remontée étant d'autant plus difficile que les efforts sont plus importants, il se produit aussi fréquemment des blocages des vérins, avec les inconvénients indiqués cidessus. C'est un but de la présente invention de remédier à ces inconvénients, et de fournir un procédé et un dispositif qui permettent un démoulage sans difficulté du produit, et une remontée du plateau supérieur sans risque de colncement. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation de 1Tinvention, donnés à titred'exemples non limi tatifs, en regard des dessins ci-joints, qui représentent Figure 1 : une vue schématique en perspective d'une presse équipée d'un dispositif de commande selon 1 t invention. Figure 2 : une vue en coupe partielle transversale d'une variante de réalisation de l'invention, et Figure 3 : une vue schématique en perspective du dispositif de stabilisation du plateau supérieur. Selon une forme de réalisation représentée sur la figure 1, la presse selon l'invention comporte un plateau inférieur 11, plan et rigide et un plateau supérieur 12 flexible suivant une direction. Dans de nombreuses applications, la forme rectangulaire sera intéressante et l'on choisira un plateau supérieur flexible autour de génératrices orientées suivant la grande longueur du plateau. Ainsi le plateau supérieur est renforcé par des profilés rigides rectilignes 13, 14 15, 16 et 17, le nombre étant choisi en fonction de la largeur de la presse et des pressions qui doivent y être exercées. Le plateau inférieur comporte un joint périphérique 18, de tout type approprié plein, ou gonflable, pour coopérer avec le bord du plateau supérieur, qui peut lui-même comporter toute garniture convenable, pour la réalisation de l'étanchéité autour de l'espace compris entre les deux plateaux. Des orifices 19 19ta 19" sont prévus sur le pourtour du plateau inférieur, qui sont reliés par une canalisation 20 à une pompe d'aspiration 21. I1 est bien entendu que la disposition pourrait être différente sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les orifices d'aspiration pourraient être sur le plateau supérieur, etc... Les plateaux peuvent comporter des éléments chauffants, à vapeur ou électrique, de tout type approprié, selon les ressources locales et les températures à obtenir. Les déplacements et les déformations du plateau supérieur sont commandés par des rangées de vérins 22, 23, 24, 25 et 26, chaque rangée comprenant un certain nombre de vérins, par exemple 26A, 26B, 26C, 26D, etc... répartis en lignes suivant la longueur de la presse. Le nombre de vérins en largeur, c'està-dire le nombre de rangées,est choisi en fonction de la largeur de la presse, et selon l'invention sera d'au moins trois, et de préférence cinq ou davantage selon la largeur des panneaux stratifiés à fabriquer. Dans l'exemple représenté sur la figure, chaque rangée de vérins correspond à un profilé de renforcement du plateau supérieur. Bien entendu, il peut y avoir un nombre de profilés supérieur, et il est dans tous les cas préférable que la tige d'un vérin agisse sur le plateau au droit d'un profilé. Dans la présente forme de réalisation, tous les vérins sont à double effet, par exemple pneumatique, et tous les côtés supérieurs d'une meme rangée sont connectés à des conduites, 32 pour larangée 22, 33 pour la rangée 23, 34 pour la rangée 24, 35 pour la rangée 25 et 36 pour la rangée 26. Dans l'exemple choisi, le nombre de rangées est impair, il y a donc une rangée centrale et de chaque côte le même nombre de rangées disposées symétriquement. L'invention st applique évidemment avec un nombre pair de rangées de vérins Comme on le verra par la suite, deux rangées disposées symétriquement fonctionnent ensemble, ctest pourquoi les conduites 32 et 36 se joignent en une seule conduite 42, et les conduites 33 et 35 se joignent en une seule conduite 43.Les conduites 42, 43 et 34 sont commandées par des vannes 45, 46 et 47 respectivement, permettant de les connecter à une source 48 de fluide sous pression ou de les mettre à l'air libre, en 49, 50, 51. Les vannes 45, 46 et 47 sont å servocommande, électrique, pneumatique, mécanique ou autre et sont commandées, par des lignes 53, 54 et 55, de tout type convenable, électrique, pneumatique, tringlerie ou analogue, les vannes 53 et 54 à partir d'un manomètre 56 relié par une conduite 57 à l'intérieur de la presse, par exem ple par l'intermédiaire de la conduite ZO ; et la vanne 47 à partir d'une commande manuelle 58. Pour simplifier la figure afin de la rendre plus claire, les alimentations et purges des côtés inférieurs des vérins n'y ont pas été représentés. Conformément à la présente invention, le dispositif fonctionne de la façon suivante . un objet à presser, tel qu'un plateau stratifié garni à sa surface supérieure, éventuellement aussi à sa surface inférieure de résine liquide polymérisable par la chaleur est déposé sur le plateau inférieur 11. Les plateaux sont chauffés convenablement. On agit alors sur la commande manuelle 58, ce qui a pour effet d'ouvrir la vanne 47 et d'alimenter la ligue centrale de vérins 24 par la conduite 34, le plateau supérieur prenant une forme incurvée comme représenté sur la figure 1. Le plateau 12 descendjusqula ce que la partie stuée au droit du profilé central 15 soit appliqueesur toute la longueur sur le panneau placé sur le plateau 11. La descente du plateau 12 s'arrête alors. La hauteur du bourrelet 18 est prévue, en fonction de la courbure du plateau 11,pour qutil y ait contact dans cette position avec les bords du plateau 12 et que 1'8tanchélté soit réalisée. On met alors en action la pompe 21, qui va commencer à faire progressivement le vide à l'intérieur de la presse, et cela, selon l'inven tion,à une vitesse bien mesurée, pas trop rapide, de façon à ne pas provoquer trop rapidement la déformation du plateau 12 qui, venant s'appliquer trop tôt sur le stratifié, empêcherait l'air de s'échapper. La mise en route de la pompe à vide peut être effectuée manuellement ou peut être commandée par un détecteur de position 60 qui signale l'arrêt en position basse des vérins 24.Comme la presse peut traiter des panneaux stratifiés d'épaisseurs différentes, on peut avantageusement utiliser un capteur pneumatique branché sur la conduite de purge du côté inférieur d'un vérin 24. Pendant la descente, une surpression dûe aux pertes de charge maintient une certaine surpression dans la conduite. Quand le déplacement du vérin est terminé, la pression dans la conduite tombe à zéro en 1/2 seconde. Le capteur de pression donne alors un signal qui par exemple met en route la pompe à vide 21. Du fait de l'aspiration progressive à l'intérieur de la presse, le plateau supérieur s'aplatit doucement, étant retenu par le joint périphérique et par les vérins latéraux. Le plateau fait office de débulleur, en chassant l'air vers l'extérieur. Quand la pression s'est abaissée à une certaine valeur, par exemple pour une chute de 30 % k manomètre 56 donne un ordre d'ouverture à la vanne 46 pour admettre la pression dans les vérins des rangées intermédiaires 23 et 25. Enfin, quand la pression à l'intérieur de la presse s'est encore abaissée, par exemple à 50 %, le manomètre 56 fait ouvrir la vanne 45, ce qui met en pression les vérins des rangées extérieures 22 et 26. Le plateau supérieur est devenu pratiquement plat, tous les vérins pressent sur le plateau et permettent à celui-ci d'épouser les formes du moule. Avec le dispositif décrit ci- dessus, la pression dûe à l'abaissement de la pression est d'environ 500 g/cm2 ; et la pression exercée par les vérins seuls est de l'ordre de 1,2 à 1,5 kg/ cm2 > soit au total, une pression de 178 kg/cm2 environ exercée sur le panneau. De telles pressions permettent de limiter l'écra- sement du panneau, tout en obtenant, grâce à la façon progressive dont elle est appliquée, une surface parfaite exempte de défauts. En particulier, il est possible d'obtenir des panneaux comportant une couche poreuse ou cellulaire, sans écrasement. Ces panneaux peuvent svoir de nombreuses applications, comme par exemple des parois de conteneurs, isothermes ou non , et peuvent avantageusement remplacer des tôles d'aluminium ou d'acier, étant aussi résistant, mais aussi plus légers et plus isolants et moins coûteux. La mise en oeuvre de l'invention a été décrite en regard d'une forme de réalisation qui fait usage d'un manomètre pour commander les vannes des vérins. Cet organe n'est pas indispensable; ce qui est important est la synchronisation de la baisse de la pression avec les descentes successives des rangées de vérins, depuis le centre vers l'extérieur. Ainsi, avec une pompe à vide de caractéristiques connues, et pour une presse de dimensions données, on peut connaitre avec assez de précision la variation de la pression dans la presse en fonction du temps et programmer les descentes des rangées de vérins avec une temporisation appropriée. Dans une autre variante, les vérins peuvent descendre suc cessivementss 1arrêt d'une rangée en fin de course commandant la descente de la rangée voisine, à 1 'aide d'un capteur pneumatique, pourvu que les temps de descente des vérins soient prévus, en choisissant la pression d'actionnement, de façon à échelonner les descentes des rangées de vérins dans le temps de façon à correspondre avec la baisse de pression. Selon l'inventions la surface contact du plateau flexible est sensiblement proportionnelle à l'abaissement de la pression à l'intérieur de la presse. Ainsi, c'est à peu près ce qui est obtenu si l'on commande la descente des rangées 23 et 25 quand l'abaissement de la pression est réalisé à 30 % et la descente des rangées extérieures quand l'abaissement de la pression est effectué à 50 %. Dans une variante de réalisation de l'invention, représen- tée en coupe partielle transversale sur la figure 2, on dispose entre le plateau supérieur 12 et le produit stratifié 61 une feuille de caoutchouc souple de quelques mm d'épaisseur. Ce moyen permet- d'avoir une application encore plus progressive de la pression. En variante, la feuille de caoutchouc pourraît être remplacée par un matelas gonflable. Ces variantes sont particulièrement avantageuses dans le cas de fabrication de panneaux nervurés comme représenté sur la figure 2. Le plateau inférieur 63 de la presse comporte des cavités, creux ou analogue 64 formant sur le panneau 61 des nervures 65. Quel que soit le moyen utilisé pour synchroniser la des cente et le déployement du plateau supérieur, avec l'abaissement de la pression, il est difficile de synchroniser les déplacements des vérins. Conformément à l'invention des moyens sont prévus pour maintenir le plateau supérieur en position moyenne horizontale. La figure 3 représente le dispositif exerçant une force de rappel sur le plateau supérieur si sa position s'écarte de l'horizontale. Le dispositif utilise une barre de torsion 71, montée à rotation libre sur des étriers 72 solidaires du bati de la presse. La barre 71 peut tourner librement, mais est maintenue en direction. La barre est reliée au plateau 12 par ses deux extrémités, par deux leviers 73, 74, articulés en 75, 76 sur deux biellettes 77, 78, articulées elles-mêmes en 79, 80 sur le plateau 12, en deux points suffisamment écartés de la ligne médiane 24 du plateau 12, le long de laquelle sont disposés les vérins 24A, 24B, 24C et 24D. On voit que si l'axe 24 du plateau 12 s'inclinait par rapport à l'horizontale, les biellettes 77 et 78 imprimeraient aux leviers 73 et 74 une rotation différentielle, ce qui appliquerait une torsion à la barre 71. Cette torsion exercerait une réaction qui t endurait à redresser le plateau 12. Les articulations 75, 76, 79 et 80 peuvent être des rotules, pour permettre d'accepter une légère inclinaison du plateau 12, ou de simples articulations avec un jeu suffisant pour accepter un léger devers du plateau. Une fois abaissés, les vérins restent en pression pendant le temps nécessaire au traitement du panneau. Quand la cuisson sous pression est terminée, on relève le plateau supérieur, et pour ce faire, on procède de la façon suivante. On met à l'air libre la conduite d'aspiration 20. L'air ambiant pénètre sur le pourtour de la présse. On laisse la pression s'établir. Puis on fait remonter les vérins des lignes exterieures 22 et 26 pour décoller les bords de la presse. Une fois les bords décollés, on fait remonter les vérins des- lignes adjacentes 23 et 25. Une fois ces vérins remontés, on fait remonter les vérins de la ligne centrale 24. Dans ce but > certains des vérins peuvent comporter des détecteurs de fin de course, qui perçoivent la fin de remontée d'un vérin et transmettent l'ordre de remontée à une ou plusieurs autres lignes. Ces détecteurs peuvent être de simples appareils mécaniques puisque les positions hautes des vérins ne dépendent pas de l'épaisseur des panneaux traités. Dans les procédés connus, où le vide est maintenu pendant tout le passage, il n'a pas été possible d'obtenir un état de surface satisfaisant. Le procédé selon la présente invention a permis d'obtenir un produit présentant un état de surface satisfaisant sur les deux faces du panneau, ce qui a permis un succès commercial considérable, les panneaux pouvant par exemple remplacer des tôles d'aluminium ou d'acier pour des conteneurs. L'état de surface obtenu, nt la solidité du matériau obtenu lui confère des qualités exceptionnelles et les panneaux peuvent, grâce au procédé selon llinvention, être produits à un prix concurrentiel, ce qui entre autre explique le succès commercial rencontré. REVENDICATIONS 1) Procédé de pressage d'un panneau stratifié comportant au moins une couche superficielle en matière thermoplastique ou thermodurcissable, dans - lequel le panneau est comprimé entre deux plateaux chauffés d'une presse, et dans lequel on fait le vide entre les deux plateaux de la presse pendant le pressage, l'un des plateaux étant flexible suivant une direction, caractérisé en ce que l'on applique d'abord contre le panneau à presser le plateau flexible recourbé, de façon qu'il entre en contact par une surface allongée voisine d'une génératrice, puis l'on commence à abaisser progressivement la pression d'air- dans la presse autour du panneau à presser pendant que l'on développe progressivement le plateau flexible pour l'amener å la forme plane, en exerçant des pressions sur une surface de plus en plus grande à partir de la surface de pression initiale, de façon à~exercer une pression sur toute la surface du plateau flexible, pour que celui-ci soit amené à la forme plane quand la basse pression désirée est atteinte. 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel la surface de contact du plateau flexible est sensiblement proportionnelle à l'abaissement de la pression à l'intérieur de la presse. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on intercale entre le plateau supérieur et le panneau à traiter une feuille de caoutchouc souple, ou un matelas gonflable. 4) Presse pour fabriquer des panneaux stratifiés comportant au moins une couche de matière plastique à traiter par la chaleur, comprenant un plateau inférieur rigide, un plateau supérieur flexible suivant une direction de génératrices, des lignes de vérins étant disposées parallèlement à cette direction de génératrice, pour appliquer le plateau flexible vers le bas, à volonté à la forme plane ou à une forme fléchie, des moyens étant prévus aux périphéries des plateaux pour réaliser l'étanchéité entre eux quand ils sont suffisamment rapprochés, des moyens étant prévus pour faire le vide entre les plateaux, caractérisé e en ce qu'elle comporte des moyens pour appliquer le plateau flexible d'abord à la forme fléchie, puis progressivement à la forme plane, contre le panneau à traiteur, logé sur le plateau inférieur, en fonction de l'abaissement de la pression entre les plateaux. 5) Presse selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour commencer à faire la pression entre les plateaux dès que la partie centrale du plateau supérieur est appliquée en position de pressage ; un manomètre mesurant en permanence la pression à l'intérieur de la presse ; le dit manomètre comportant des commandes pour déclencher successivement l'abaissement d'autres vérins en fonction de la pression à l'intérieur de la presse. 6) Presse selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens tels que des capteurs de pression pla cés sur les conduites de mise à l'air libre-de certains vérins-pour permettre de déceler la fin du déplacement-d'un piston de vérin, et donner alors un signal et des moyens pour déclencher à ce signal l'abaissement d'autres vérins les temps de descentes successives des vérins étant préréglés pour obtenir l'écrasement progressif vers la forme plane du plateau flexible supérieur pendant que la pression stabisse progressivement à l'intérieur de la presse. 7) Presse selon une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu elle comporte des moyens, tels que des détecteurs de fin de course, pour ordonner successivement la remontée des vérins à partir de 1 ' extérieur de la presse vers le centre, la fin de la remontée d'un vérin commandant la remontée d'autres vérins. 8) Presse selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'une barre de torsion est prévue pour maintenir le plateau supérieur contre une inclinaison à partir de l'horizontale, la barre de torsion étant montée à rotation sur un support solidaire du châssis de la presse, ses deux extrémités étant fixées à des leviers reliés par des biellettes en deux points de la presse.