Brevet FR2482901A1 — publié le 19811127

La présente invention concerne une machine de formage de nappes de matière synthétique, notamment de nappes multiples, et notamment une machine destinée à réaliser des produits en forme de nappes ou de feuilles, composés de plusieurs nappes dont au moins certaines sont en matière synthétiques susoepti ble d'être thermosoudees, pour réaliser en particulier des nappes capitonnées. Pour thermosouder plusieurs nappes les unes sur les autres, on utilise des presses qui doivent exercer des efforts importants. Or les presses chauffantes connues ont des plateaux commandes par des vérins de puissance effectuant une course importante. Or de tels vérins sont non seulement très comateux mais de plus d'un fonctionnement relativement lent ; ils nécessitent une installation hydraulique puissante. Dans certains cas, il est possible d'utiliser des presses de soudage à haute fréquence qui sont moins lourdes. Toutefois, le thermosoudage å haute fréquence ne peut pas s'appliquera' toutes les matières synthétiques. La présente invention a pour but de créer une machine de thermocollage ou de thermosoudage permettant notam- ment de réaliser des nappes capitonnées, avec des moyens sim ples, rapides, d'une réalisation et d'un entretien peu cofteux. A cet effet, l'invention concerne une machine caractérisée en ce quelle comporte - un premier plateau effectuant une grande course d'ouverture et de fermeture, - un second plateau effectuant une petite course d'ouverture et de fermeture, pour agir en compression, - des organes de déplacement commandant le mouvement du premier plateau, - des organes de compression commandant le mouvement de ferme ture du second plateau, - le second plateau portant des outils de formage D étant mobile entre une position de travail en regard du premier plateau pour la compression et une position dégagée par rapport au premier plateau, ce plateau étant muni de moyens de transat tion, susceptibles de sSescamoter lorsque le plateau est en position de travail en regard du premier plateau, pour occuper une position flottante et suivre le mouvement de rapprochement et de compression des deux plateaux. Comme l'un des plateaux effectue une course importante pour fermer l'intervalle entre les plateaux, l'intervalle nécessaire pour l'introduction et l'extraction des produits, et que l'autre plateau effectue la course de compression, on évite des vérins de puissance qui doivent avoir une grande course. Cela permet non seulement de réduire notamment le coft de l'installation, mais également de diminuer le temps du cycle de travail et par suite d'augmenter le rendement de la machine. Suivant une autre c#aractéristique, un moyen d'aspiration est relié aux cavités de ltoutilXpour y créer une dépression. Cette aspiration au niveau de l'outil présente de multiples avantages car tout en permettant l'évacuation des gaz nocifs ou dangereux émis pendant le thermosoudage, elle déforme les-nappes du complexe avant le thermosoudage. On obtient ainsi un produit ayant une structure dissymétrique correspondant à une nappe capitonnée classique qui serait coupée suivant son plan médian. En effet gracie à la déformation des nappes avant leur thermosoudage effectué au moins au niveau des "coutures" du capitonnage, la surface arrière du produit reste plane ; le capitonnage nta pas tendance à ressortir du côté arrière. Cela permet une économie importante de matière de remplissage du capitonnage. Un autre avantage de la dépression existe à l'ouver- ture du moule.: le produit reste sur le plateau portant l'outil et se détache de ltautre plateau lisse qui est chauffant. Les caractéristiques suivant lesquelles d'une part le plateau portant les outils peut rentrer et sortir de la machine et dtautre part le plateau lisse est chauffant présente notamment les avantages suivants - les outils peuvent se changer facilement ; d'ailleurs ils sont simplement posés sur le second plateau. L'outil posé sur le pla teau peut etre composé de plusieurs parties distinctes. - la mise en place des nappes est simple. - sous l'effet de leur poids, les nappes tendent à s'affaisser dans les cavités du moule et à prendre la forme de capitonnage en agissant dans le même sens que l'aspiration. - la surface la plus chaude pendant le thermosoudage est la sur face arrière du produit fabriqué. Cela permet d'utiliser pour la face avant ctest-à-dire la face apparente, des nappes plus fragiles. - il est plus facile et moins coûteux de garnir le plateau lisse dwune couche anti-adhérente que de le faire sur les outils d'autant plus que les outils sont nombreux en fonction des motifs décoratifs à réaliser etc. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide dtun exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe d'une machine selon l~in- vention, - la figure 2 est une coupe d'un détail de la machine de la figure 1 - la figure 3 est un schéma d'implantation de la machine et des dispositifs d'alimentation et de sortie, pour un fonctionnement discontinu, - la figure 4 est un schéma d'implantation de la machine et des dispositifs d'alimentation pour un fonctionnement continu. Selon la figure 1, la machine pour la mise en forme et le thermosoudage dlun complexe à plusieurs nappes se compose d'un bâti portant un premier plateau ou plateau supérieur 2 et un second plateau ou plateau inférieur 3. Ces plateaux 2, 3 sont placés ltun en regard de autre et dans leur intervalle, ils reçoivent l'empilage de plusieurs nappes, pour les comprimer et les thermosouder suivant des surfaces ou des lignes décoratives ou fonctionnelles. Le plateau supérieur 2 est relié au bâtit par des organes de déplacement 4 constitués par des leviers à genouillère 41, 42 articulés d'une part au bâti 1 et d'autre part, au plateau 2. La liaison articulée 43 entre les deux leviers 41, 42 respectifs est également reliée à une tringle 5 commandée par un vérin 6. Le mouvement de la tringle 5 dans le sens de la flèche A provoque le mouvement dtabaissementou oude relèvement du plateau 2 dans le sens de la flèche B. Les organes 4 formant des articulations à genouillère peuvent basculer entre une position de relevage dans laquelle les deux bras 41, 42 délimitent un angle relativement fermé et une position dtabaissement (non,représentée) dans laquelle la tringle 5 s'est suffisaniment déplacée vers la droite, selon la figure, pour amener les deux bras 41, 42 dans l'alignement ltun de l'autre ou meme au-delà de la verticale X-X passant par point d'articulation du levier 41 au bati 1. Un tel positionnement est important pour la phase de compression. En effet, lorsque le plateau 2 est complètement abaissé, les bras 41, 42 sont pratiquement alignés l'un par rapport à l'autre si bien que la force de compression agissant dans le sens vertical, et qui est transmise par les bras 41, 42 au b ti 1, ne se traduit que par une composante très faible, voire nulle, dans la direction de la bielle 5 Si bien que la composante repercutée sur le vérin 6 pendant la phase de compression est extremement faible. Si, suivant une variante, suggérée ci-dessus, les bras 41, 42 basculent à droite de la verticale passant par l'articulation des bras 41 au bati 1, et qu'il y a une butée angulaire intégrée à l'articulation 43, cette butée absorbe les efforts de compression si bien qu'aucun effort de compression n'est alors répercuté sur le vérin 6. Le second plateau ou plateau inférieur 3 se compose d'une botte 31, parallélépipédique, dont la surface supérieure est munie de perforations 32. Cette botte est reliée à un circuit d'aspiration d'air schématisé par -le ventilateur 7. Le plateau 3 repose sur des galets 33 roulant sur des rails 8 solidaire du bâti 1. Sur sa surface supérieure, ctest-à-dire la surface munie des perforations 32, le bottier 31 porte l'outil 9 servant à la compression et au thermosoudage. Cet outil 9 est composé par un assemblage de lames verticales 91 disposé sur chant et dont la trace dans le plan horizontal correspond aux dessins à réaliser par thermosoudage. L'outil 9 se présente ainsi comme une grille, non fermée, placée sur la surface supérieure du bottier 31, de façon à communiquer par les orifices 32 avec l'intérieur du bottier 31. Le complexe de nappes à thermosouder 10 est placé au-dessus de l'outil 9. A la figure 1, on a schématisé la forme suspendue, que prend la matière des couches du complexe 10, dans l'intervalle entre les lames 91 de l'outil de moulage 9. Les galets 33 qui roulent sur les rails horizontaux 8 permettent d'amener le plateau 3 avec son outil 8 soit à lintérieur de la machine, sous ltemplacement du plateau supérieur 2 pour les opérations de compression et de thermosoudage ou à lwextérieur de la machine, laissant dégager la surface supé rieure de l'outil 9 pour la mise en place du complexe 10 ou son enlèvement, après traitement. Les galets 33 portés par des bras commandés par un vérin (non représenté) sont escamotables en position de thermo soudage pour que le plateau 3 soit flottant sur les vérins de compression. Les vérins de compression 11 qui agissent sur le plateau 3 sont des vérins de puissance, à faible course. Ces vérins sont alimentés à partir de la centrale hydraulique 12. Pour faciliter le mouvement du plateau 3 par rapport au vérin 11 et pour éviter, en mtme temps, que des efforts de compression ne soient exercés sur les galets 33 et par suite sur les rails 8 lorsque le plateau 3 est en position de compression, les galets 33 sont escamotables (non représentés) ; les galets se relèvent légèrement afin que le plateau 3 ne repose plus que sur les vérins 11 pendant le mouvement de compression à faible course. Bien qu'en théorie, une telle mesure ne soit pas nécessaire, puisque les vérins 11 soulèvent le plateau 3 lorsque celui-ci se trouve au-dessus d'eux, il est néanmoins intéressant, en pratique, dtavoir un dégagement relativement impor tant entre la surface inférieure du plateau 3 et la surface supérieure des vérins 11. Or, pour avoir ce dégagement, il faut qu'après la phase de compression, lorsque le plateau supérieur 2 est relevé, on puisse également relever le plateau inférieur 3 pour le dégager des vérins 11. La surface inférieure du plateau 2 est constituée par une couche anti-adhérente aux températures de travail de la machine, pour éviter que les nappes du complexe 10 ne sgy collent. Pour simplifier la structure de la machines le plateau supérieur 2 porte les moyens de chauffage nécessaires au thermosoudage. Cette solution offre lsavantage que la partie la plus chaude des plateaux de compression soit le plateau supérieur 2, ctest-å dire celui qui correspond a' la face arrière des produits. Un autre avantage de cette solution est que la sur face intérieure du plateau 2 est parfaitement lisse si bien que le-complexe 10, obtenu, a une structure assymétrique O les parties en relief sont celles tournées vers l'outil 9, ceestnå- dire la face apparente du produit alors que la face arrière est relativement lisse. Cela permet une économie de moitié des moyens de rembourrage assurant le gonflement du complexe 10 entre les lignes de thermosoudage (matière synthétique expansée . . . ) . La machine, décrite à la figure 1 fonctionne comme suit Après mise en place dtun complexe de nappes thermosoudables sur l'outil 9 du plateau 3 en position dégagée, on repousse automatiquement manuellement le plateau à lwintérieur de la machine, pour le mettre en position de travail sous le plateau 2. La machine peut alors commencer son cycle de travail en escamotant les galets 33 et en abaissant le plateau supérieur 2, puis commander le relevage du plateau inférieur 3 pour comprimer le complexe. Au cours de cette phase de compression, le plateau supérieur 2 reste immobile, les efforts de compression étant essentiellement fournis par les vérins 11. Avant la phase de compression, dès que le plateau 3 est en place à l'intérieur de la machine, le ventilateur 7 crée une dépression à l'intérieur de la botte formée par le plateau inférieur 3. Cette dépression est communiquée par les orifices 3 aux cavités délimitées par les lames 91 de l'outil 9. Cette dépression a en particulier les rôles suivants - elle aspire certaines des nappes du complexe 10 à l'intérieur des cavités pour accentuer le gonflement du complexe â ltinté- rieur dans le moule, avant le thermosoudage ctest-à-dire le blocage de l'ensemble, - pendant le thermosoudage, cette dépression évacue les vapeurs dangereuses ou toxiques, de décomposition partielle ou totale de la matière sous l'effet de la chaleur du thermosoudage. - la dépression retient le complexe 10 sur le moule 9 après le cycle de thermoformage, pendant le relevage du plateau supérieur 2. Cela évite que le complexe ne s'accroche au plateau 2 et complique considérablement ltextraction du produit hors de la machine. Après le relevage du plateau supérieur 2 et la remise en place des galets 33, on peut extraire automatiquement ou manuellement le plateau inférieur 3 de la machine pour enlever le complexe 10 et mettre en place un nouveau complexe à thermosouder. Selon la figure 2, qui montre une coupe du plateau inférieur 3 et du plateau supérieur 2 en position de travail, le plateau supérieur 2 se compose d'une couche anti-adhérente 21 tournée vers le complexe 10 et d'une plaque de support 22 pour tenir la surface anti-adhérente 21. Le détail de la plaque inférieure 3 montre la disposition des orifices 32 ainsi que la forme des nappes sur les lames 91 de l'outil 9. A la figure 2, on a exagéré la déformation de la couche inférieure 101 ainsi que de la couche de rembourrage 102 du complexe 10, à l'intérieur d'une cavité délimitée par les lames de coupe 91 dans le moule 9. Pour avoir un complexe 9 thermosoudé, ayant ltaspect dtun capitonnage, il ntest pas nécessaire que le tissu ou plus généralement la nappe extérieure 101 soit solidarisée sur-toute sa surface de la nappe intérieure ou nappe de rembourrage 102. Toutefois, dans certains cas, par exemple lorsque le complexe 10 est soumis à une usure très importante, par exemple lorsque ce complexe capitonné est utilisé comme revestement de siège, de dossier, etc ... soumis à des efforts de cisaillement importants, il est intéressant d'avoir un léger thermosoudage entre les nappes 101, 102 sans toutefois que ce thermosoudage ne se traduise par un écrasement du complexe analogue à celui réalisé par le thermosoudage au droit des lames 91. Selon l'invention, pour réaliser ce léger thermosoudage, on loge à l'intérieur des cavités du moule, une nappe 13, perméable à l'air, d'épaisseur adéquate choisie en fonction de la nature du complexe 10 et de l'effet de capitonnage à réaliser. Il est également envisageable de réduire la hauteur des lames 91 pour que les nappes viennent stappliquer au fond des cavités. Toutefois cette solution présente des inconvénients par rapport à la précédente. En effet, la hauteur du capitonnage peut ne pas être uniforme : dans ce cas, on dispose des nappes 13 de hauteur différente dans les diverses cavités du moule 9. De plus, la nappe 13 répartie l'aspiration dZair sur tout le fond de la cavité sans boucher les orifices 32. Cela permet de réduire le nombre des orifices 32. Au cas contraire, avec des lames 91 non suffisamment hautes, la nappe 101 pourrait boucher les trous 32 et bloquer l'aspiration des vapeurs nocives. Lors de la compression, la couche élastique 13 exerce une certaine pression sur la nappe inférieure 101 pour l'appliquer contre la surface correspondante de la nappe de rembourrage 102 et provoquer un thermosoudage de surface. La machine décrite ci-dessus permet différentes variantes et adaptations. Suivant une variante de l'invention, le plateau inférieur 3 de la figure 1 est réalisé en deux parties, dont l'une est mobile et l'autre est fixe en translation horizontale pour alléger le poids de la partie mobile, sortant de la machine. Suivant l'une des variantes, on peut ainsi fixer l'outil 9 directement sur des galets escamotables 33 en laissant le bottier 31 solidaire des vérins 11. Une autre solution consiste à subdiviser le bottier 31 en deux parties, lBune servant de support à l'outil 9 pendant ses mouvements de translation horizontale entre la position à l'intérieur de la machine#et la position à l'extérieur de la machine, et de laisser en place à l'intérieur de la machine les éléments du plateau 3 qui assurent la tenue mécanique du plateau et de l'outil pendant la phase de compression. La figure 3 montre un schéma d'implantation d'une installation de fabrication réalisée à l'aide de la machine îoe, décrite ci-dessus. Dans le schéma d'implantation de la figure 3, la machine 100 ne se trouve pas dans l'alignement de la table d'alimentation 101 et de le table de sortie 102. La table dtalimentation 101 reçoit le complexe A constitué par les nappes continues non encore découpées à la dimension appropriée. Ces nappes continues venant de rouleaux non représentés sont avancés mécaniquement ou par l'utilisateur, qui les coupe à l'aide d'un dispositif de découpe transversal 103, pour obtenir le complexe découpé B aux dimensions adéquates. Puis le complexe B est disposé sur le moule 9 du plateau inférieur 3 en position sortie. On fait glisser le plateau 9 dans la machine représentée par son b ti 1 pour l'opération de thermosousage. A la fin du cycle de travail, le plateau 3 est sorti et lwutilisateur enlève le complexe pour le mettre au poste de sortie 102. La figure 3 montre un schéma d'une installation réalisée à l'aide de la machine 100, pour un travail en continu, ltopé- ration de thermosoudage restant discontinue. Pour cela, le défilement du complexe A est parallèle aux rails du plateau 3. Le complexe vivent d'une table d'entrée 104, en couches superposées puis il passe sur le plateau 3. Le complexe est alors entra#né en même temps que le plateau 3 a l'intérieur de la machine 10 pour y subit l'opération de thermosoudage. A la fin de cette opération, après l'écartement des plateaux, le complexe A est bloqué de façon à ce quelle ne puisse se déplacer, le plateau 3 est ramené en arrière pour reprendre une nouvelle longueur de la nappe au niveau du poste d'alimentation 104. De façon générale, suivant la nature des complexes à réaliser, on utilisera une installation avec une alimentation discontinue ou continue. REVENDICATIONS 10) Machine pour la mise en forme et le thermosoudage d'un complexe à plusieurs couches, machine comportant deux plateaux dont l'un au moins est chauffé, et qui agissent par compression du complexe pour le thermosouder machine caractérisée en ce qutelle comporte - un premier plateau (2) effectuant une grande course d'ouverture et de fermeture, - un second plateau (3) effectuant une petite course d'ouverture et de fermeture, pour agir en compression, - des organes (41, 42, 43, 6) de déplacement commandant le mouvement du premier plateau (2), - des organes de compression (11) commandant le mouvement de fermeture du second plateau (3) - le second plateau 3 portant des outils de formage (9) étant mobile entre une position de travail en regard du premier plateau (2) pour la compression et une position dégagée par rapport au premier plateau (2), ce plateau (3) étant muni de moyens de translation, susceptibles de s'escamoter lorsque le plateau (3) est en position de travail en regard du premier plateau, pour occuper une position flottante et suivre le mouvement de rapprochement et de compression des deux plateaux (2, 3). 20) Machine selon lå revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen dtaspiration (7) relié aux cavités de l'outil (9) pour y créer une dépression. 30) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de commande du déplacement du premier plateau (2) sont des doubles bras (41, 42, 43) formant une articulation à genouillère, une extrémité étant reliées au premier plateau (2), l'autre au bati (1); le point d'articulation (43) est relié à un vérin de commande (5, 6). 40) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de commande (11) de compression du deuxième plateau (3) sont des vérins de puissance à faible course. 50) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau coulissant est monté sur des galets (33) roulant sur des rails (8), les galets s t escamotant en position de travail pour laisser le plateau (3) en position flottante en regard du premier plateau (2). 60) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les galets du plateau (3) sont portés par des bras pivotants commandés par un vérin. 70) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second plateau (3) est composé d'une partie restant en position de travail en regard du premier plateau (2) et une partie coulissante portant l'outil (9) et pouvant venir en position dégagée pour le chargement et le déchargement des nappes thermosoudées. 80) Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les plateaux sont disposés l'un sous l'autre, le premier plateau (2) étant le plateau supérieur et le second (3) le plateau inférieur. 90) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le plateau (2) est chauffant, sa surface étant revêtue dtune couche (21) anti-adhérente.