Brevet FR2417378A1 — publié le 19790914

L'invention concerne une presse de formage pour flans en matière thermoformable et plus particulièrement pour formage par thermocompression d'un flan comportant une couche d'une matière thermoplastique ou un tissage de fibres thermoformables, la presse comportant au moins un plateau mobile, chacun des plateaux étant équipé d'une partie male ou femelle d'une forme. L'utilisation de presse de formage est classique dans l'industrie de transformation des matières plastiques et en particulier pour le thermoformage de tapis de sol pour les véhicules automobiles. Ces tapis sont réalisés dans une moquette à souscouche thermoplastique ou comportent un tissage de fibres thermoformables, tel que par exemple le polyéthylène ou le polypropylène. On découpe des flans de la dimension voulue qui sont ensuite chauffés, puis placés un par un entre les plateaux de la presse de formage. Le temps nécessaire à l'opération de formage est relativement long. En effet, il n'est pas possible de libérer la presse avant que la température du flan soit suffisamment basse de manière que celui-ci ne puisse se déformer.On a essayé d'abaisser ce temps de formage en refroidissant le flan par soufflage d'air, mais étant donné la masse de la forme et surtout la mauvaise conduction thermique de la matière la constituant, le gain de temps est assez faible. Lorsque l'on place entre les formes des flans chauffés, donc particulièrement souples, il est nécessaire, afin d'éviter les déformations des bords du flan et par conséquent du tapis fini, de maintenir fermement les bords. Les dispositifs,jusqutalors utilisés, ne donnaient pas entibrement satisfaction et nécessitaient l'utilisation de main d'oeuvre aussi bien pour l'accrochage que le décrochage et ces opérations présentaient souvent des risques. Le but de l'invention est de réaliser une presse de formage dans laquelle les temps d'immobilisation pour le refroidissement du flan formé sont réduits au minimum et dans laquelle le maintien des bords des flans et l'extraction ont été rendues plus efficac tout en présentant un maximum de sécurité. La presse de formage selon l'invention, plus particulièrement adaptée au formage par thermocompression d'un flan comportant une couche de matière thermoplastique ou un tissage de fibres thermoformables, la presse comportant au moins un plateau mobile, chacun des plateaux étant équipé d'llne partie meule ou femelle d'une forme, est remarquable en ce que la partie mEle ou femelle montée sur un des plateaux porte près de la surface de formage au moins une partie d'un dispositif de refroidissement et en ce qu'un dispositif serre-flan est prévu sur l'une des deux parties du moule pour maintenir le flan contre ladite partie de forme lors du pressage. Selon des formes de réalisation - Le dispositif de refroidissement comporte des tubes bons conducteurs thermiques disposés approximativement selon le profil de la surface de formage et enrobés dans la couche formant ladite surface, d'au moins un collecteur disposé aux extrémités desdits tubes, dtorganes de liaison du ou des collecteurs à la source de fluide de refroidissement portant des organes de fermeture, et en ce qu'au moins un volume d'expansion est prévu sur ledit collecteur. - le dispositif de refroidissement comporte des tubes en un matériau ayant un coefficient de dilatation proche de celui de ] z matière constituant la forme dans laquelle ils sont enrobés, lesdits tubes étant percés d'orifices débouchant dans une couche poreuse formant la surface de formage. - Le dispositif serre-flan comporte sur le bord de la partie mâle ou femelle de la forme des moyens d'accrochage des bords du flan, des moyens de protection desdits moyens d'accrochage et des moyens d'éjection du flan formé et sur l'autre partie femelle ou måle de la forme des logements correspondant auxdits moyens d'accorchage lorsque les parties viennent en contact. Les explications et les figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure I représente une vue en perspective d'une presse de formage selon un exemple de réalisation. la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de refroidissement selon l'inventions La figure 3 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation du dispositif de refroidissement. La figure 4 est une vue schématique agrandie de la partie IV de la figure 3. La figure 5 est une vue schématique présentant le dispositif serre-flan. La partie gauche de la figure présente la presse ouverte et la partie droite la presse fermée. La figure 6 est une vue agrandie du dispositif serreflan. La figure 7 est une vue de dessus d'une partie du dispositif serre-flan. La figure 1 représente une vue en perspective d'une presse de formage du type à col de cygne. Cette presse comporte un socle 1 dont le plateau 2 reçoit une partie D de la forme. le plateau mobile 4, portant des colonnes 5 coulissant dans des guides 6 fies à l'extrémité du col de la presse, est actionné selon un mouvement vertical de montée et de vs descente par un vérin 7. Des entretoises 8 maintiennent la deuxième partie 9 de la forme. On peut également utiliser une presse à colonanes, mais le type de presse précédemment déerit permet un accès plus facile, et donne une place suffisante pour l'installation du dispositif de refroidissement. La puissanee de la pressaire pour le formage de tapis en moquette à sous-couche thermoplastique est de l'ordre de 1 à 5 tonnes. Des puissances supérieures peuvent évidemment être utilisées. Du fait du relief important que doivent présenter les tapis destinés à certaines voitures, il est pratique d'utiliser une presse dont la hauteur de dégagement du plateau supérieur est importante de l'erdre par exemple de 1700 min, par rapport au plateau inférieur. Ta course du vérin ainsi que sa vitesse sont réglables.Ainsi, suivant la forme du tapis, on ouvre plus ou mains la ferme Lorsque l'ouverture est importante, il est souhaitable d'aveir deux vitesses : une vitesse rapide de descente et une vitesse tres lente d'approche. La presse est équipée, de manière classique, de sécurités. La forme est constituée de deux parties : une mâle et une femelle qui coopèrent pour mettre en forme le flan chauffé déposé entre elles. La forme est constituée d'une manière en soi connue dans cette industrie, d'une armature en bois, recouverte de fibres de verre et de résines polymérisables qui donnent la forme de la surface de formage. Selon un exemple de réalisation de la forme, la dernière couche derésine étendue reçoit une charge de poudre d'aluminium qui contribuera par sa renne; conduetibilité thermique au refroidissement du flan formé4 Sclon la réalisation de la partie 9 de forme montrée figure 1 partiellement en coupe, un dispositif de refroidissement conforme à l'invention comporte un réseau serré de tubes 10 en un matériau bon conducteur thermique.Comme le montre schémati quement la figure 2 ce réseau de tubes est disposé approximativement selon le profil de la surface de formage Il et est enrobé dans la couche formant cette surface. lu fait que cette couche de surface est réalisée, comme préeédemment décrit, à l'aide dtun mélange résine poudre d'aluminium, le transfert de chaleur a une bonne efficacité. Le fluide réfrigérant utilisé est de l'eau glycollée. Ire fluide froid e8t obtenu à partir d'un appareil de réfrigération classique 12, au fréon. Il est bien entendu, possible d'utiliser directement le fréon comme fluide de refroidissement , ce qui donne une meilleure efficacité. But arrivée ou la sortie du fluide réfrigérant dans les tubes se fait par l'intermédiaire de collecteurs qui coiffent les extrémités des tubes 10, Ils permettent d'obtenir une répartition uniforme des températures et évitent des pertes de charge importantes. De tels collecteurs 13 sont montrés sur la figure 1. Des organes de liaison 14 mettent les collecteurs en circuit avec la source de fluide de refroidissement 12. Afin de changer rapidement la forme les deux parties sont montées sur rail et les collecteurs dsarrivée et de sortie ou leurs organes de liaison 14 sont munis à chaque extrémité d'organes de fermeture 15, par exemple des vannes anti-retour. Il est également prévu sur les collecteurs des volumes dtexpansion 16 dont le but est d'éviter, lors de llarrAt de la réfrigération et de la fermeture des vannes, un éclatement du circuit résultant de la dilatation importante lors de la remontée en température du fluide.La régulation du refroidissement est obtenue de manière classique par les informations transmises par l'intermédiaire d'une sonde thermométrique 31 disposée dans ou sur la surface de formages la figure 3 montre une deuxième forme de réalisation d'un dispositif de refroidissement, plus particulièrement adapté à l'utilisation dfun fluide à très basse température. Dans ce cas, les contraintes dues aux différences des coefficients de dilata tion des matériaux utilisés risqueraient d'atteindre des valeurs telles que la forme ne puisse les accepter, aussi il est préférable d'utiliser des tubes en un matériau de coefficient de dila station proche de celui de la matière constituant la forme dans laquelle ils sont enrobés. Il est pratique, par exemple, d'utiliser des tubes en téflon 17.Selon une particularité de cette réarisation, les tubes 17 (figure 4) sont percés d'orifices débouchant dans la couche 18 de résine -époxy chargée en poudre ou autre matériau bon conducteur d'aluinium/qui est poreuse. le fluide de refroidissement utilisé est de l'azote provenant d'une source de gaz liquéfié 19. les essais ont niontré que l'on obtient une durée de refroidissement convenable du flan formé avec des températures de l'ordre de -300C.Un dispositif en soi connu et non représenté permet l'évaporation commandée de l'azote liquide coxltenue dans le réservoir, L'admission du fluide de refroidissement dans le dispositif est commandée par un thermorégulateur dont l'organe sensible 20 est placé sur le collecteur de sortie et la vanne d'admission 21 sur le collecteur d'entrée. Le fluide gazeux froid traverse la surface de formage par les porosités et participe directement au refroidissement du flan formé maintenu entre les deux parties de la forme. il est possible d'utiliser d'autres liquides ou gaz cryogéniques susceptibles de fournir un fluide de refroidissement ayant une température suffisamment baste. Pans ce dernier dispositif décrit, il n'est pas utile de prévoir de vannes anti-retour, ni de volume d'expansion. Il est nécessaire de maintenir le flan chauffé sur la forme afin que, lors du pressage, les bords du tapis ne se déforment pas. Ceci est obtenu dans la presse selon l'invention par un dispositif simple (figure 1) constituant un dispositif serre-flan comportant des moyens d'accrochage, par exemple, des pointes 22, disposées sur les bords d'une partie de la forme. Dans cet exemple, les pointes sont fixées par l'intermédiaire de supports 23 sur la partie inférieure fixe 3 de la forme et coopèrent avec des logements prévus dans l'autre partie 9 mobile. les moyens de protection 24 des pointes viennent les entourer lorsque la presse est ouverte. Selon la forme de réalisation représentée, les moyens de protection 24 servent également de moyens d'éjection pour le flan formé. Les figures 5, 6 et 7 permettent de comprendre comment fonctionnent les dispositifs d'accrochage et de protection éjec tion désignés sous le terme général de "serre-flan't. Lorsque la presse est ouverte, en attente de chargement, les moyens serre-flan assurant la protection et 11 éjection formés par un cadre 24 sont dans la position haute montrée sur la gauche de la figure 5. Les pointes sont alors cachées et ne peuvent être atteintes par un opérateur. Le flan chauffé 26 est déposé sur la partie inférieure 3 de la forme et ses bords viennent reposer sur le cadre 24 (figure 6) dans la position montrée en trait interrompu. Lorsque la partie mobile 9 descend, le flan 26 et le cadre 22 sont repoussés, la pointe 22 traverse la moquette et vient se loger dans le logement 25, tandis que la partie 9 continue son mouvement dcecendant jusqu'à ce que le cadre 24 soit venu au contact de la partie fixe inférieure 3 (partie droite de la figure 5).A partir du moment où les pointes 22 ont traversé les bords du flan, le formage de celui-ci peut commencer. Lorsque le flan a suffisamment rcȯidi,la presse s'ouvre et le cadre 24, muni de moyens de déplacement lui permettant un mouvement vertical vers le haut, chasse les bords du tapis des pointes et revient dans la position haute montrée en trait interrompu sur la figure 6. La figure 7 montre une vue de dessus du cadre 24 formé, selon le mode de réalisation représenté, d'un rectangle en fer cornière dont les ailes situées dane le mme plan portent des ouvertures 26 qui permettent le passage des pointes 22. Ires angles du cadre sont munis de pattes 27 aux extrémités desquelles sont fixées des colonnes 29 permettant le déplacement du cadre parallèlement à luimeAme. La partie de forme 9 porte des coulisses 28 positionnées de manière à coopérer avec des colonnes 29 sur lesquelles sont fixées des butées réglables 30. Ces butées sont réglées en fonction de la hauteur de dégagement de la presse, de manière qu'en fin d'ouverture le cadre 24 soit soulevé d'une hauteur correspondant à la hauteur des pointes 22. L'extraction du tapis en dehors des pointes demande une certaine puissance et ltexemple de réalisation décrit ci-dessus permet de résoudre d'une manière simple l'application d'une force verticale non négligeable pour l'éjec- tion du tapis. Ira répartition des pointes sur le bord de la forme a été schématisée sur les exemples ci-dessus décrits. La position des pointes sur la forme inférieure est en relation directe avec la forme générale du tapis. le dispositif serre-flan et plus particulièrement le cadre de protection et d'éjection permet un positionnement aisé du flan chauSSé sur la forme, évite au manipulateur de se blesser et empoche le griffage du tapis lors de son retrait de la presse. REVENDICATIQNS 1, Presse de formage pour flans en matière thermoformable, et plus particulièrement pour formage par thermocompression d'un flan comportant une couche de matière thermoplastique ou un tissage de fibres thermoformablesfla presse comportant au moins un plateau mobile, chacun des plateaux étant équipé d'une partie rifle ou femelle d'une forme, caractérisée en ce que la partie mâle ou femelle montée sur un des plateaux porte près de la surface de formage au moins une partie d'un dispositif de refroIdissement et en ce qu'un dispositif serre-flan est prévu sur l'une des deux parties du moule pour maintenir le flan contre ladite partie de forme lors du pressage. 2, Presse de formage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif de refroidissement comporte des tubes bons conducteurs thermiques disposés approximativement selon le profil de la surface de formage et enrobés dans la couche formant ladite surface, dau moins un collecteur disposé aux extrémités desdits tubes, d'organes de liaison du ou des collecteurs à la source de fluide de refroidissement, 3. Presse de formage selon la revendication 2 caractérisée en ce que lesdits organes de liaison portent des organes de fermeture et on ce qutau moins un volume dtexpansion est prévu sur ledit collecteur, 4.Presse de formage selon la revendication 3 comportant une source de fluide de refroidissement, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement est un mélange réfrigérant liquide, 5. Presse de fermage selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement comporte des tubes en un matériau ayant un coefficient de dilatation proche de celui de la matière constituant la forme dans laquelle ils sont enrobés, lesdits tubes étant percés d'orifices débouchant dans une couche poreuse formant la surface de formage. 6. Presse de formage selon la revendication 2 ou 52 cacaractérisée en ce que ladite couche constituant la surface de formage est formée d'un mélange de résine époxy et de poudre d'un matériau bon conducteur thermique. 7. Presse de formage selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que la source de fluide de refroidissement est un liquide cryogenique. 8. Presse de formageselon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif serre-flan comporte sur le bord de la partie mâle ou femelle de la forme des moyens d'accrochage des bords du flan, des moyens de protection desdits moyens d'accrochage et des moyens d'éjection du flan formé et sur l'autre partie femelle ou mtle de la forme des logements correspondant auxdits moyens d'accrochage lorsque les parties viennent en contact. 9. Presse de formage selon la revendication 8, caractéri- sée en ce que les moyens d'éjection et les moyens de protection sont constitués dtun meme organe mobile dans le sens de déplacement des plateaux entourant les moyens d'accrochage et susceptible de s'effacer lorsque les plateaux se rapprochent et que les parties de forme viennent en contact. 10. Presse de formage selon la revendication 9, caracté- risée en ce que les moyens d'accrochage sont formés par des pointes et les moyens d'éjection et de protection d'un cadre entourant les parties de forme présentent le long de ses cotés des passages pour les pointes, ledit cadre étant monté coulissant dans le sens de déplacement des plateaux et comportant des moyes de déplacement dans ledit sens, lesdits moyens maintenant le cadre en position haute pour laquelle les pointes ne dépassent pas de sa surface lorsque les parties de forme sont éloignées.