Brevet FR2617758A1 — publié le 19890113

L'invention concerne une installation pour le thermoformage de pièces à partir d'une bande en matériau synthétique, comprenant un dérouleur de bobine, un élément de chauffage de la bande et un outillage de formage et de découpe. Cette invention trouvera plus particulièrement son utilité dans l'indus trie orientée vers le domaine de la transformation des matériaux synthétiques. Il existe une multitude de pièces réalisées par thermoformage à l'aide d'une installation utilisant, comme matière première, une bande en matériau synthétique stockée sous forme de bobine. Ainsi, cette technique est utilisée pour réaliser des récipients pour produits alimentaires ou autres de forme et dimension variées et plus ou moins complexes. En fait, il est impossible d'énumérer, dans le cadre de cette description, l'ensemble des différents types de pièces fabriqué par un tel mode de production. Les installations de thermoformage habituellement utilisées se composent d'un dérouleur de bobine, cette dernière constituant la matière première, d'un élément de chauffage et d'un outillage de formage et de découpe des pièces. L'élément de chauffage a pour fonction d'élever en température la bande de matière première amenée à se dérouler de la bobine, cette bande étant ensuite introduite successivement dans l'outillage de formage et l'outillage de découpe. Les pièces finies ainsi obtenues sont alors évacuées soit dans un container, soit sur des convoyeurs pour être stockées. De telles installations de thermoformage présentent, généralement, une capacité de production relativement élevée tout en nécessitant une main-d'oeuvre particulièrement réduite. Elles ne sont pas dépourvues, pour autant, d'un certain nombre d'inconvénients et notamment au niveau des dispositifs utilisés pour entraîner la bande au travers de l'élément de chauffage et de l'outilla- ge de formage et de découpe. En effet, en raison de l'élévation de température, la bande en matériau synthétique vient à se ramollir jusqu'à présenter un caractère collant. De ce fait, avant et pendant l'opération de formage des pièces, ladite bande doit être maintenue en dehors de tout contact avec un élément mécanique ou autre, sans quoi, elle est amenée à se détériorer et les propriétés physiques de la matière première risquent d'être modifiées. Pour que cette bande conserve toutes les qualités requises, les dispositifs d'entraînement, habituel lement utilisés, sont constitués par des chaînes de transport à picots disposées de part et d'autre de la bande, lesdits picots coopérant avec les bords longitudinaux de cette dernière.Ainsi, en entraînant lesdites chaînes de transport, celles-ci confèrent, par l'intermédiaire des picots, un mouvement d'avance à la bande de matière première, cet entraînement étant assuré jusqu'en aval de l'outillage de découpe et/ou de formage. Ces moyens d'entraînement connus présentent í tinconvénient de détériore sur une largeur relativement importante, les bords longitudinaux de la bande Il en résulte inévitablement une chute de matière première non négligeable. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités tout en conservant une installation de thermoformage à grande capacité de production. A cet effet, l'invention concerne une installation pour le thermoformag de pièces à partir d'une bande en matériau synthétique, comprenant un dérouleur de bobine, un élément de chauffage de la bande et un outillage de forma ge et de découpe des pièces, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transport par coussin d'air de la bande dans l'élément de chauffage. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation de thern formage comporte des moyens d'entraînement de la bande situés en aval de l'outillage de découpe et/ou de fonuage. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellemer en ceci que les moyens de transport de la bande par coussin d'air permettent d'éviter les chutes excessives de matière première, grâce à un maintien de la qualité de la bande sur toute sa largeur, au cours de l'élévation de température dans l'élément de chauffage. Cet avantage se répercute indéniablems sur la capacité de production et la rentabilité de l'installation de thermoformage. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans leql - la figure 1 est une vue schématisée et en élévation de l'installation conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue de détail et en coupe des moyens de transport de la bande par coussin d'air dans l'élément de chauffage. - la figure 3 est une vue identique à la figure 2. On se réfère à la figure 1. L'installation 1, conforme à l'invention, utilisée pour le thermoformage de pièces à partir d'une bande 2, se compose, essentiellement, d'un dérouleur 3 de bobine 4 disposé en amont, d'un élément de chauffage 5 et d'un outillage de formage et de découpe 6 des pièces. Le type d'outillage de formage et de découpe utilisé dans le cadre de telles installations peut être variable et dépendra, très souvent, des pièces qu'il convient de produire. Il est d'ailleurs à noter que ces opérations de thermoformage et de découpe des pièces peuvent avoir lieu simultanément ou successivement selon que l'on dispose ou non d'un outillage combiné. En ce qui concerne ltélement de chauffage 5, celui-ci se compose d'un caisson supérieur 7 et d'un caisson inférieur 8 entre lesquels se déplace la bande 2 de matière première. Ces caissons 7 et 8 sont pourvus d'un dispositif calorifique 9, tel que résistance électrique ou autres, permettant de chauffer, par radiation, la bande 2 à une température bien déterminée. Selon 1 invention, cette installation 1 est pourvue de moyens de transport par coussin d'air 10 de la bande 2 à l'intérieur de l'élément de chauffage 5. On se réfère aux figures 1 à 3. Selon un mode de réalisation préférentiel, ces moyens de transport 10 de la bande 2 sont constitués par une plaque de tôle 11 pourvue d'une pluralité de perforation 12 et constituant la face supérieure 13 du caisson inférieur 8. Ces moyens de transport 10 comportent également des moyens de ventilation 14 permettant d'assurer un débit d'air suffisant au travers de chacune des perforations 12, réalisée dans la plaque de tôle 11, pour soulever la bande 2 située au-dessus de cette dernière. Il est à remarquer qu'en démultipliant suffisamment le nombre de perforations 12, il est possible de réduire sensiblement leur diamètre et, par la même, le débit de l'air insufflé sous la bande 2, tout en assurant, au mieux, la fonction de transport de cette dernière. Ceci permet également de maintenir un chauffage par radiation, et non par convection forcée, de ladite bande 2. Par ailleurs, on note qu'en raison de cette disposition des moyens de transport 10, le dispositif calorifique 9 du caisson inférieur 8 est constitué par la plaque de tôle 11, celle-ci étant chauffée par des résistances électriques ou autres. Préférentiellement, l'air insufflé sous la bande 2 est recyclé de manière à éviter des déperditions de chaleur trop importantes. A cet effet, on pourvoit l'élément de chauffage 5 d'un récupérateur approprié (non représenté) relié aux moyens de ventilation 14. En aval de l'élément de chauffage 5, la bande 2 passe dans un outillage de formage et de découpe 6. Ce dernier permet d'obtenir des produits finis dont les caractéristiques, telles que formes, couleurs et autres, peuvent être variées pour des utilisations diverses. Ainsi, en sortie de l'outillage de formage, la bande 2 comporte une ser. d'empreintes correspondant aux pièces à réaliser et qu'il convient de découpe En raison du refroidissement de cette bande 2, celle-ci a perdu son caractèr collant et peut être manipulée sans précautions. De ce fait, on munit l'installation 1 de moyens d'entraînement 15 disposés, en aval de l'outillage de découpe et/ou de formage et permettant de faire progresser la bande 2 le lon des différents stades de transformation. De tels moyens d'entraînement 15 peuvent être d'une complexité particulièrement réduite et sont constitués, de préférence, par la combinaison d'un rouleau entraîneur 16 et d'un rouleau presseur 17, disposés perpendiculaires au plan médian longitudinal de la bande 2 et entre lesquels passe cette dernière. En raison de cette association particulière des moyens d'entraînement 15, disposés en aval de l'outillage de découpe et/ou de formage, et des moyE de transport par coussin d'air 10 de la bande 2 à l'intérieur de l'élément c chauffage 5, on évite une détérioration partielle de ladite bande 2. Cependant, il est à noter que ces moyens d'entraînement 15 ne sont fon Avantageusement, on munit les moyens de transport 10 de moyens 18 pour orienter le flux d'air insufflé sous la bande 2 et assurer l'entraînement di celle-ci. Dans ce but, les perforations 12, réalisées dans la plaque de tôl, 11, se divisent en plusieurs séries disposées parallèlement les unes par ra: port aux autres et transversalement à l'axe longitudinal de la bande 2. Par ailleurs, on place sur chacune, ou l'une ou l'autre, de ces séries de perfo ration 12 un registre 19, constituant les moyens 18 permettant d'orienter 1 flux d'air sortant desdites perforations 12 en direction du sens d'avance de la bande 2. Ce sens d'avance de la bande 2 a été représenté par la flèche 20 dans la figure 2. Selon un mode d'exécution préférentiel, les registres 19 sont formés par des profilés en forme de "V" ouverts vers le haut, surmontant la plaque de tôle 11 et reliés entre eux, à leurs extrémités, par des tiges de liaison (non représentées). Avantageusement, ces tiges de liaison permettent d'assurer un réglage des registres 19 de manière à les disposer soit immédiatement en amont (voir figure 2), soit immédiatement en aval (voir figure 3) des séries de perforation 12. L'intérêt d'un tel réglage des registres 19 consiste essentiellement à permettre un changement d'orientation du flux d'air et faciliter, non seulement l'engagement, mais également le retrait de la bande 2 de l'élément de chauffage 5 en fin de production. Ce réglage est facultatif lorsque le dérouleur 3 est pourvu d'un dispositif d'inversion du sens d'avance de la bande 2. A ces moyens d'entraînement par flux d'air de la bande 2 dans l'élément de chauffage 5, peut être substitué ou associé un transporteur à rouleaux201, composé d'un rouleau entraîneur 21 et un rouleau presseur 22 disposés perpendiculairement au plan médian longitudinal de la bande 2 et dans la partie amont de ltélément de chauffage 5. Un tel transporteur à rouleaux 201 permet de maintenir convenablement la bande 2 au moment de son insertion dans l'élé- ment de chauffage 5 et pallier ainsi au poids d'un diabolo 23 correspondant à un dispositif de régulation de la vitesse 24 de la bande 2 ou, simplement, au poids de cette dernière. Ce transporteur à rouleaux 201 est nécessairement disposé dans la partie amont de l'élément de chauffage 5, notamment à l'extrémité 25 de ce dernier. Cependant, il est fréquent que la bande 2 provenant de la bobine 4 présente une souplesse réduite, ce qui rend particulièrement délicat son engagement entre les rouleaux 21,22. Pour remédier à cet inconvénient, on dispose ces derniers à l'intérieur de l'élément de chauffage 5, au-delà d'une zone de préchauffage 26 permettant de rendre cette bande 2 plus malléable. Pour #éviter, à différents niveaux de l'installation 1, des variations dans la vitesse d'avance de la bande 2, on prévoit des moyens (non représentés) permettant d'escamoter le transporteuràrouleaux 201 lorsque ladite bande 2 coopère avec les moyens d'entraînement 15 disposés en aval. Par ailleurs, on dispose, en sortie du dérouleur 3, un régulateur de vitesse 24 pour maintenir constamment la bande 2 en légère tension et minimiser les risques de détérioration de cette dernière suite à un déroulement incontrôlé. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisatio particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Installation pour le thermoformage de pièces à partir d'une bande en matériau synthétique, comprenant un dérouleur de bobine, un élément de chauffage de la bande et un outillage de formage et de découpe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transport par coussin d'air (10) de la bande (2) dans l'élément de chauffage (5). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de transport par coussin d'air (10) se composent de moyens de ventilation (14) permettant d'insuffler de l'air sous la bande (2) au travers d'une pluralité de perforations (12) réalisées dans une plaque de tôle (11) constituant la face supérieure (13) du caisson inférieur (8) de l'élément de chauffage (5). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la plaque de tôle (11) est chauffée par des résistances électriques ou autres et constitue un dispositif calorifique pour chauffer, par radiation, la bande (2) 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens d'entraînement (15) de la bande (2) disposés en aval de l'outillage de découpe et/ou de formage. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens-d'entralnement (15) se composent d'un rouleau entraîneur (16) et d'un rouleau presseur (17), disposés perpendiculairement au plan médian longitudinal de la bande (2) et entre lesquels passe cette dernière. 6. Installation selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de transport par coussin d'air (10) comportent des moyens (18) pour orienter le flux d'air insufflé sous la bande (2) et assurer lten- traînement de cette dernière. 7. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les perforations (12), réalisées dans la plaque de tôle (11), se décomposent en plusieurs séries disposées parallèlement les unes par rapport aux autres et transversalement à l'axe longitudinal de la bande (2). 8. Installation selon les revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que les moyens (18) sont constitués par des registres (19), formés par des profilés en forme de "V" ouverts vers le haut et disposés sur chacune, ou l'une ou l'autre, des séries de perforation (12) de la plaque de tôle (11). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les registres (19) sont reliés, à leurs extrémités, par des tiges de liaison pour assurer leur réglage et les disposer, soit immédiatement en amont, soit immédiatement en aval des séries de perforation (12) et orienter le flux d'air insufflé sous la bande (2) soit dans le sens d'avance (20) de cette dernière, soit dans le sens opposé. 10. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un transporteur à rouleaux (201) disposé dans la partie amont de l'élément de chauffage (5), au-delà d'une zone de préchauffage (26) et composé d'un rouleau entraîneur (21) et d'un rouleau presseur (22) placés perpendiculairement au plan médian longitudinal de la bande (2) et entre les quels passe cette dernière pour assurer son engagement dans l'élément de chauffage (5) en début de production, ledit transporteur à rouleaux (201) étant du type escamotable.