Brevet FR2640544A1 — publié le 19900622

La présente invention a trait å un procédé et å une machine de moulage pour la production de panneaux en continu notamment réalisés en po lymères ou copolymères pulvérulents présentant de très hauts poids moléculaires. On sait que pour mouler des plaques à partir de matières dont les poids moléculaires varient de un à plusieurs millions, il faut atteindre des pressions de moulage très élevées, supérieures à 100 daN/cm2 et pouvant atteindre 1000 daN/cm2. Actuellement, le moulage de ces plaques est réalisé sur des presses à plateaux chauffants, l'un des plateaux étant destiné à recevoir un moule et l'autre à accueillir un poinçon destiné à refermer Le moule sous pression. Le cycle courant de fabrication comporte : - une phase de remplissage du moule avec la matière en poudre ; - une phase de forte compression de cette matière par le poin çon pour chasser l'air intersticiel, après introduction du moule dans la presse ; - une phase de chauffage sous une pression, inférieure à la pression initiale, pour plastifier la matière ; - une phase de refroidissement avec augmentation progressive de la pression ; - enfin une phase d'extraction de la plaque consistant à ouvrir la presse, sortir le moule et retirer Le panneau refroidi. L'apport et l'extraction des calories au cours du cycle sont réali- sés au niveau du moule et du poinçon qui sont pourvus de cannaux pour des fluides caloporteurs chauds et froids, assurant ainsi le rôle d'un échangeur de chaleur. Le rendement de ces échangeurs est très mauvais compte tenu de la quantité d'énergie qu'il faut apporter à la masse importante d'acier dont ils sont constitués, pour échauffer puis refroidir celle-ci en même temps que la matière plastique. Cet état de la technique est illustré par le brevet FR-A-2 059 280 /70 31240 déposé le 26 Août 1970. On connaît par ailleurs, en plus des presses classiques, des presses fonctionnant en continu pour la production de plaques réalisées en copeaux agglomérés ou en fibres. Ces machines sont pourvues de bandes d'acier flexibles sans fin pour entraîner la matière au travers de la presse entre un sommier fixe et un plateau presseur mobile écarté du sommier d'une distance réglable. Ces bandes flexibles ont donc un brin actif passant entre le sommier et le plateau presseur avec, interposés entre ces brins et Les éléments de pressage, des billes, des cylindres tournants, des chevilles, des chaînes à rouleaux, des chaînes à palettes, des plaques de frottement diverses, des bandes supplémentaires en divers matériaux, etc... Ces bandes coopèrent en outre avec des tambours d'entraînement de guidage et de renvoi, à l'extérieur de la presse. La représentation de cette technique est constituée par le brevet FR-A-2 197 722173 30960 déposé Le 27 Août 1973. Ces presses travaillant en continu présentent l'inconvénient de soumettre les bandes d'acier à une forte usure due à La transmission des pressions pendant leur mouvement d'avance, usure d'autant plus forte que la pression est élevée, si bien qu'il est impossible d'atteindre les très fortes pressions nécessaires pour mouler les produits mentionnés plus haut. La présente invention vise à permettre la fabrication de panneaux en continu notamment réalisés en polymères ou co-polymères à hauts poids moléculaires au moyen d'un système d'avance pas à pas. A cet effet, le procédé suivant l'invention consiste - à déposer la matière pulvérulente sur une bande inférieure disposée entre deux bandes latérales ; - à amener la matière sous une bande supérieure passant entre les deux bandes latérales ; - à déplacer la matière emprisonnée entre les quatre bandes pour la placer dans une unité de moulage sous pression ; les déplacements des bandes étant effectués pas à pas de manière synchronisée, lorsqu'aucune pression n'est exercée sur la matière, la pression étant effectuée pendant l'arrêt des bandes Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et Les avantages qu'elle est susceptible de procurer :: - Fig. 1 est une vue en élévation schématique de la presse selon l'invention ; - Fig. 2 en est une vue de face suivant la flèche I (fig. 1) ; - Fig. 3 est une vue de détail du dispositif de déplacement pas à pas des bandes ; - Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais illustrant le dispositif de déplacement en position de fin de course ; - Fig. 5 montre une variante schématique de la presse compor tant un distributeur de nappe de renfort ; - Fig. 6 montre une autre variante schématique de la presse suivant l'invention ; - Fig. 7 illustre une troisième variante de la presse de fig. 1. On a ilîtistré en fig. 1 une machine suivant l'invention dont Le bâti a été affecté de la référence 1. D'amont en aval, c'est-à-dire dans le sens de travail, le bâti supporte tout d'abord un dispositif de distribution 2 de matière première, puis une presse de compression 3 et enfin une presse de moulage 4. Ces divers dispositifs sont placés au-dessus d'une bande flexible 5 prévue métallique et qui est tendue entre deux tambours 6 et 7 calés sur des arbres 8 et 9 tournants librement dans des paliers 10 et 11 montés réglables dans le bâti afin de pouvoir régler convenablement la tension de ladite bande 5. Le dispositif de distribution de matière première 2 comprend une trémie 2a dont la base comporte une ouverture latérale associée à des moyens permettant le réglage de la hauteur de la matière distribuée sur la bande flexible inférieure 5. Ces moyens sont avantageusement constitués par une plaque 2b coulissant verticaLement par rapport à la trémie. Le dispositif de compression 3 est formé par une presse dont les colonnes 3a placées de part et d'autre de la bande 5 sont assujetties au bâti par leurs extrémités inférieures, tandis que leurs extrémités opposées supportent un sommier horizontal 3b. CeLui-ci porte un vérin hydraulique à double effet 3c dont l'extrémité libre de la tige de piston est assemblée à un sabot 3d guidé sur les colonnes 3a présentant une partie avant inclinée 3e. Le vérin 3c permet de communiquer audit sabot 3d un déplacement vertical et d'exercer sur la matière déposée sur la bande 5 une force de compression pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin. La presse de moulage 4 est d'abord composée de deux plateaux fixes 4a, 4b placés en tandem et sur lesquels circule Le brin utile de la bande 5. De part et d'autre de la bande 5 sont disposées des colonnes verti- cales 4c dont Les extrémités inférieures sont fixées au bâti 1, tandis que leurs extrémités supérieures sont assemblées à un sommier 4d sur la face inférieure duquel sont fixés deux vérins hydrauliques à double effet 4e et 4f dont la tige de piston porte un plateau mobile 49, 4h respectivement guidé sur les colonnes 4c. Chaque plateau mobile précité se trouve exactement en vis-å-vis des plateaux fixes 4a, 4b. Les plateaux mobiles portent chacun un bras oblique 4i, 4j dans Les extrémités desquelles sont disposés des arbres 4k, 41 sur chacun desquels tourne librement un tambour 4m, 4n. Sur le dessus du sommier 4d on a fixé deux supports 4p dans lesquels sont montés réglables verticalement deux paliers 4q pour un arbre 4r autour duquel tourne librement un tambour 4s. Autour des tambours 4~, 4n et 4f est disposée une bande flexible métallique sans fin 12 qui est en contact avec le dessous des plateaux mobiles 4g, 4h. La bande est tendue grâce au réglage du pa Lier 4q permettant un déplacement vers le haut du tambour 4s. On peut bien entendu prévoir que Les arbres 4k et 4L soient réglables en hauteur de manière à régler le parallélisme entre Les brins en vis-à-vis des bandes 5 et 12, celui de cette dernière étant beaucoup plus court que celui de La bande 5. Comme illustré en fig. 2 les arbres 41 et 9 dépassent d'un côté de la machine suivant L'invention pour porter chacun un pignon 13a, 13b d'un dispositif d'avance pas à pas des bandes 5 et 12 et référencé de manière générale 13. Ce dispositif comprend essentiellement un chariot 13c calé sur des colonnes 13d, 13e coulissant alternativement dans des paliers fixes 13f, 139 solidaires d'une annexe la du bati 1. Les deux colonnes sont réunies par une entretoise 13h associée au cylindre d'un vérin hydraulique à double effet 13i dont l'extrémité de la tige de piston est fixée à un point fixe de l'annexe précitée. Le chariot 13c porte une série de vérins supérieurs verticaux 13j et une série de vérins inférieurs verticaux 13k dont Les extrémités des tiges de piston sont respectivement associées à une crémaillère 13L, 13m. Des colonnettes non référencées assurent Le guidage desdites crémaillères. Les crémaiLlères engrennent avec Les pignons 13a, 13b de teLLe sorte que si le vérin 13i est dilaté (fig. 4) dans Le sens de la flèche F, l'on provoque La rotation desdits pignons en sens contraires l'un par rapport à l'autre (flèches F1, F2) pour faire avancer les deux bandes 5 et 12 dans Le même sens d'un pas déterminé (fig. 3). Après l'avancement d'un pas des bandes, les vérins 13j et 13k sont contractés de manière à dégager les dents des crémaillères de celles des pignons, puis Le vérin 132 est contracté pour ramener Les crémaillères à leur position initiale illustrée en fig. 3. Enfin, les vérins 13j et 13k sont à nouveau dilatés pour faire engrener les crémaillères et Les pignons correspondants. On réalise ainsi un dispositif d'avance à cycLe carré s'adaptant à l'écartement variable des bandes 5, 12. Bien entendu, on pourrait simplifier ce dispositif en laissant Les crémaillères en prise permanente avec les pignons 13a, 13b à condition que ceux-ci soient reliés à leurs arbres 41 et 9 par des dispositifs à commande unidirectionnelle, tels que des roues libres. La course du vérin 13i est déterminée en fonction des besoins et elle est au moins égale à la longueur du plus petit des plateaux pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin. On peut également prévoir de manière avantageuse La présence de deux bandes flexibles sans fin 14, 15 orientées verticalement et dont l'un des brins présente une longueur égale à celle du brin horizontal de la bande 5. Ces bandes, prévues en une matière appropriée telle que de l'acier recouvert de silicone, sont tendues entre deux tambours non représentés. Les brins des deux bandes 14, 15 qui sont au niveau des bords des bandes 5 et 12 prennent appui sur un patin 16, 17 associé à une genouillère 18, 19 commandée par un vérin 20, 21. l'actionnement des vérins 20, 21 permet le verrouillage des brins correspondants des bandes 14 et 15 contre les bords latéraux des bandes 5 et 12 pour contenir la matière sur ses deux chants latéraux et délimiter la largeur du produit. Le fonctionnément est le suivant : La trémie 2a est remplie d'une matière pulvérulente tel qu'un polymère ou un co-polymère à très haut poids moléculaire à partir de Laquelle on désire constituer un panneau continu. L'épaisseur de la matière déposée sur La bande en dessous de la trémie 2a est réglée par la position de la plaque 2~. Le dispositif d'avance pas à pas est actionné de manière que les deux bandes avancent par translations successives afin de faire cheminer la matière première sur la bande 5. Cette matière est tassée par le sabot 3d qui détermine une première compression de cette matière sur La bande 5 qui est bien entendu soutenue par le bâti 1 sur toute sa Longueur. Petit à petit, Le premier tronçon de matière pré-comprimée arrive entre les plateaux 4a, 49 prévus chauffants. Les vérins 4, 4f sont alimentés afin que les deux plateaux mobiles se déplacent de manière synchronisée. Autrement dit, les deux vérins en question sont asservis l'un par rapport à l'autre en position, tandis que Leur pression interne peut varier de façon que les plateaux chauffants fixes et mobiles appliquent sur La matière, par l'intermédiaire des deux bandes, une pression différente de celle appliquée par Les plateaux 4b, 4h prévus refroidissants lorsque lesdites bandes 5, 12 sont à l'arrêt. Une fois que la pLastification sous pression a été effectuée sur la matière entre les plateaux chauffants, on rétracte Les vérins 3c, 4e, 4f puis un déplacement supplémentaire pas à pas des bandes amène cette matière entre les plateaux refroidissants, tandis qu'un nouveau cycle de plastification s'effectue entre les plateaux chauffants après nouvelle alimentation des vérins 3c, 4e, 4f. On obtient ainsi par des opérations réalisées pas à pas un panneau continu 22. On notera que Lors de L'avant ce des bandes, les vérins hydrauliques 3c, 4e et 4d sont légèrement contractés sans toutefois décoller la bande supérieure 12 de la matière en cours d'élaboration afin qu'aucune force ne contrecarre l'avance des bandes. Il va de soi que les longueurs des plateaux sont variables en fonction des desiderata de La fabrication et de la qualité de La matière première. C'est ainsi que La longueur des pLateaux refroidissants peut être un multiple ou un sous-multiple de celle des plateaux chauffants, La valeur du déplacement réglable des bandes étant toujours inférieure à la Longueur du plus petit plateaux. On peut aussi prévoir plusieurs paires de plateaux chauffants et plusieurs paires de plateaux refroidissants. On a illustré schématiquement en fig. 5 une variante d'exécution de l'invention dans laquelle un distributeur de nappe de renfort 23 est inséré entre la presse de compression 3 et celle de moulage 4. On peut ainsi renforcer la face supérieure du panneau 22 par une nappe appropriée. Comme illustré en fig. 6, la nappe déposées par le distributeur 23 peut être recouverte d'une autre couche de matière première pulvérulente issue d'une trémie 24 semblable à celle 2a et qui est suivie d'une presse de compression 25 semblable à celle 3. On obtient ainsi un produit fini dans le coeur duquel se trouve une nappe de renfort. La nappe aussi peut être déposée sur la bande inférieure avant la distribution de la matière. En fig. 7, on a illustré schématiquement une machine semblable à celle de fig. 6, mais dans laquelle le distributeur 23 n'a pas été prévu, de telle sorte qu'on peut alors mouler sous forme de sandwich deux matières pulvéruLentes de natures différentes stockées respectivement dans les trémies 2a et 24. Lorsqu'on désire changer l'épaisseur du panneau 22, iL suffit de régler d'abord l'emplacement de la plaque 2b, puis les positions du sabot 3d et des plateaux mobiLes 49, 4 en agissant respectivement sur les vérins 3, 4e et 4f. Dans des applications particulières, il va de soi que L'on pourrait prévoir de seulement chauffer ou seulement refroidir la matière à l'aide d'une ou de plusieurs paires de plateaux. Il doit d'ailleurs être entendu que La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de L'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant Les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de panneaux continus à partir d'une matitre pulvérulente telle que des polymères ou co-polymères à hauts poids moléculaires, caractérisé en ce qu'il consiste : - à déposer la matière pulvérulente sur une bande inférieure (5) disposée entre deux bandes latérales (16, 17) ; - å amener la matière sous une bande supérieure (12) passant entre les deux bandes latérales (16, 17) ; - à déplacer la matière emprisonnée entre Les quatre bandes (5, 12, 16, 17) pour la placer dans une unité de moulage sous pression ; les déplacements des bandes (5-12) étant effectues pas à pas de manière synchronisée, lorsqu'aucune pression n'est exercée sur la matière, La pression étant effectuée pendant l'arrêt des bandes (5-12). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue une pré-compression de la matière pulvérulente sur la bande inférieure (5) avant son introduction sous la bande supérieure (12) 3. Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité de moulage (4) est constitué d'une zone chauffée dans laquelle la matière est soumise à une pression et une seconde refroidie dans laquelle la matière est aussi soumise à une pression égale ou différente de la première. 4. Machine, caractérisée en ce qu'elle est destinée à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que dans chaque zone chauffée et refroidie de l'unité de moulage (4) on dispose d'au moins une paire de plateaux (49, 4h) dont l'un mobile prend appui contre la bande supérieure (12) et L'autre fixe est placé sous La bande inférieure (5), les moyens d'appliquer Les forces sur Les plateaux (49, 4h) étant asservis en position, tandis qu'ils peuvent varier en intensite. 6. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en amont de l'unité de moulage (4), au moins une unité de compression (3) du produit pulvérulent associé à des moyens d'application de force dont le fonctionnement est synchronisé avec ceLui des moyens de L'unité de moulage. 7. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en amont de l'unité de mouLage (4) au moins une trémie (2a) de distribution du produit pulvérulent sur la bande inférieure (5) associée à un dispositif (2b) permettant de faire varier La hauteur de la couche dudit produit sur la bande transporteuse (5) en fonction de l'épaisseur du panneau à obtenir. 8. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend sur toute la longueur de la première bande transporteuse (5), des bandes latérales (16, 17) sans fin délimitant la Largeur du produit. 9. Machine suivant La revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un mécanisme d'avance (13) pas à pas à course variable permettant Le déplacement synchronisé des bandes flexibles sans fin (5, 12) composé de deux roues dentées (13a, 13b) solidaires des tambours d'entraînement (4n, 7) des bandes (5, 12) qui sont chacunes associées à des moyens formant roues libres et à des crémaillères (131, 13m) animées d'un#mouvement en cycle de translation alternatif. 10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que Les moyens formant roue libre sont constitués par deux crémaillères (131, 13m > animées d'un mouvement en cycle carré. 11. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte, en amont de l'unité de moulage (4) au moins un distributeur (23) d'une nappe de renforcement.