Brevet FR2637835A1 — publié le 19900420

La présente invention a pour objet un dispositif de support de plaquettes de matériau composite et la chaine de fabrication de produits à partir de ces plaquettes. Les matériaux composites du type à fibres, notamment minérales, noyées dans une matrice polymère sont de plus en plus utilisés, surtout dans le secteur de l'automobile. La catégorie des matériaux dits TRE ou thermoplastiques renforcés estampables est largement utilisée mais ceux-ci présentent des particularités qui les rendent difficiles à mettre en oeuvre. En effet, les TRE sont à froid à l'état solide, généralement sous forme de plaquettes, puis ils doivent être chauffés pour être travaillés ; lors de cette opération, ils gonflent dans une proportion égale à plusieurs fois le uolume initial, avec une consistance du type meringue, et par ailleurs ils deviennent mous et collants. D'autre part, certains produits nécessitent la superposition de plusieurs plaquettes avant mise en forme. Cette superbe sition n'est possible qu'à la sortie du four car chaque plaquette doit être chauffée indépendamment. En effet, lors du gonflement, il y a formation de bulles qui rendent rapidement le matériau isolant. Cette mauvaise conduction de la chaleur explique également la forme des plaquettes dont l'épaisseur est de quelques millimitres de l'ordre de 5 mm. La chaine actuelle consiste à manutentionner les plaquettes à l'aide d'un manipulateur à ventouses, à partir d'un lieu de stockage car leur état de surface à froid le permet, et à déposer ces plaquettes sur la sole mobile d'un four tunnel. La sole mobile comprend généralement un treillis de fils métalliques disposé en boucle fermée autour de deux cylindres dont l'un est moteur. Les plaquettes sont retirées du treillis à la sortie du four après gonflement et superposées en nombre adéquat en fonction du produit à fabriquer, par un opérateur. Outre le fait que le produit est difficile à manipuler ce qui conduit l'opérateur à des décalages lors de la superposition, décalages qui ne sont pas susceptibles de correction puisque les plaquettes se collent, l'opérateur lui même est exposé à la chaleur, aux risques de brûlures et aux inhalations des vapeurs libérées par les plaquettes chaudes, préjudiciables à la santé. La présente invention a pour but de proppser un dispositif de support de plaquettes qui assure un empilement et une séparation des plaquettes avant chauffage, une superposition avec contact des plaquettes après chauffage sans décalage dans l'empilement en supprimant la nécessité d'un opérateur, ainsi que la chaîne de fabrication qui utilise un tel dispositif de support. A cette fin, selon l'invention, le dispositif de support de plaquettes notamment matériau thermoplastique renforcé estampable se caractérise en ce qu'il comprend un cadre constitué d'un socle muni d'un passage de dimensions sensiblement égales à celles des plaquettes, de barreaux disposés perpendiculairement au socle et sur une partie de la périphérie du passage pour former une cellule munie d'une ouverture d'accès, et d'au moins deux peignes escamotables et superposés dont les dents sont orientées selon un plan parallèle au socle et font saillie à l'intérieur de la cellule. En outre, ce dispositif se caractérise en ce que les peignes sont fixés sur un axe de rotation perpendiculaire au socle et à proximité immédiate du passage. Ce dispositif selon une autre caractéristique comprend des dents de peignes courbes selon des arcs de cercle centrés sur ledit axe de rotation. La chaîne de fabrication qui utilise ce dispositif de support se caractérise en ce qu'elle comprend un poste d'alimentation en plaquettes, un poste de chargement des dispositifs de support, des moyens de chauffage, un poste de recyclage, des dispositifs de support, un poste de transfert, un poste de manutention et un poste de formage des plaquettes. L'invention va être décrite selon un mode de réalisation particulier en regard des dessins sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif de support de plaquettes selon l'invention, en position fermée - la Fig. 2 est une vue identique à celle de la Fig. 1 en position ouverte, - la Fig. 3 est une vue de dessus d'un dispositif de support de plaquettes selon 11 invention, en position fermée, - la Fig. 4 est une vue identique à celle de la Fig. 3 en position ouverte, - la Fig. 5 est une vue de dessus d'une variante de dispositif de support de plaquettes, - la Fig. 6 est une vue partielle, en élévation latérale d'une chaîne de fabrication utilisant le dispositif de support de plaquettes selon l'invention, - la Fig. 7 est une vue partielle, de dessus, d'une chaîne de fabrication utilisant le dispositif de support de plaquettes selon l'invention, - la Fig. 8 est une vue en élévation latérale des postes de transfert et de manutention de la chaîne de fabrication et - la Fig. 9 est une vue en élévation latérale du poste de transfert et du poste de formage de cette chaîne. Le dispositif de support de plaquettes représenté à la Fig. 1 comprend un cadre 10 et des peignes 12. Le cadre 10 comprend un socle 14 dans lequel est prévu un passage 16 de dimensions sensiblement égales à celles des plaquettes utilisées ou de dimensions supérieures. Des barreaux 18 sont fixés sur une partie de la périphérie du passage, directement sur le socle et perpendiculairement à celui-ci de façon à constituer une cellule ainsi que cela est représenté à la figure 3. Les barreaux laissent subsister une ouverture d'accès 20. Oe part et d'autre de cette ouverture, un volet 22 orienté vers l'extérieur de la cellule est fixé sur les barreaux délimitant l'ouverture. Les peignes 12 sont disposés dans un plan perpendiculaire aux barreaux. Les dents 26 réalisées à partir d'un profilé à section ronde sont fixées à un bâti mobile 28 en rotation autour d'un axe 30 disposé dans un angle de la cellule lorsque celle-ci a une forme rectangulaire comme dans l'exemple représenté. Les dents sont courbes selon des arcs de cercle de diamètres progressifs centrés sur l'axe de rotation 30 et font saillie à l'intérieur de la cellule. Un ergot de manoeuvre 32 permet de déplacer en rotation le bâti mobile et de l'amener dans les positions représentées aux figures 2 et 4, dans lesquelles les dents du peigne sont retirées à l'extérieur de la cellule. Les plaquettes ainsi que représentées à la figure 4 sont guidées sur trois faces par les barreaux. La variante de dispositif de support de la figure 5 comprend un cadre identique à celui qui vient d'être décrit mais le peigne 34 est modifié. il comprend un bâti 36 mobile en translation sur lequel sont fixées des dents rectilignes 38 faisant saillie dans la cellule. Le bâti est solidaire d'un vérin de manoeuvre 40 orienté dans un plan perpendiculaire aux barreaux. La position retirée est indiquée en trait mixte sur la figure. Selon une autre variante non représentée, le peigne à dents rectilignes peut être réalisé en deux demi-peignes entraînés en translation par deux vérins disposés en vis à vis de part et d'autre de l'ouverture à travers les parois latérales de la cellule. La réalisation à dents courbes est la solution qui donne les meilleurs résultats car le mouvement de rotation est obtenu simplement par action de blocage sur l'ergot de manoeuvre lors d'un déplacement en translation du dispositif de support lui-même. Le dégagement des dents suivant un arc de cercle ne provoque pas d'entraînement de matière. Enfin, la compacité est meilleure. Sur les figures 6 et 7 la chaîne représentée pour le traitement de plaquettes de TRE comprend un poste d'alimentation 40, un poste de chargement 42, des plaquettes dans les dispositifs de support, des moyens de chauffage 44, un poste de recyclage 46 des dispositifs de support, un bras de manoeuvre 48. Le poste d'alimentation 4Q comprend un plateau mobile 50 sur lequel sont disposés des empilements 52 de plaquettes 54. Ce plateau est muni de galets 56 qui roulent sur deux rails de gui dage 58 solidaires d'un bâti 60 en appui sur le sol. Un pousseur 62, monté sur le bâti, comprend un vérin dont le corps 63 est fixe au bâti et dont le piston est muni d'une lame 64 dont l'épaisseur est inférieure à celle d'une plaquette. La lame glisse sur le plateau, à travers un guide 66 solidaire du bâti, la course du vérin autorisant un déplacement de la lame jus'au poste de chargement. Des moyens non représentés assurent les mouvements de translation du plateau dans les deux sens indiqués par les flèches 68 et 70. Le poste de chargement des plaquettes comprend un ascenseur 72 qui entraîne un plateau 74. L'ascenseur comporte deux tubes 76 de guidage sur lesquels roulent les galets de guidage 78 du plateau. Un ensemble écrou-vis à billes 80 entraîné par un moteur 82 assure le positionnement précis du plateau à différentes hauteurs. le plateau 74 est muni également de rouleaux 84 complétés de galets de positionnement 86 (non représentés) entraînés par un moteur 88 et des moyens de liaison 90 de façon à provoquer un déplacement en translation dans les deux sens suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal de la chaîne, du dispositif de support 92 qui repose sur ces rouleaux. Les moyens de chauffage 44 comprennent un four 94 à air chaud dont les accès d'entrée et de sortie sont obturés par des portes 96 dont l'ouverture steffectue automatiquement au passage des dispositifs de support. Un entraînement des dispositifs de support des plaquettes à travers le four est réalisé également à l'aide de rouleaux 98 entraînés en rotation sur eux-mêmes, la vitesse de progression étant fonction de la nature, du type, des dimensions des plaquettes. En sortie de four le poste de recyclage 46 a une double fonction, déplacement des dispositifs de support vers le bras de manoeuvre et recyclage proprement dit. Le poste comprend un ascenseur-descenseur 100 à deux positions haute et basse, cette dernière étant représentée en trait mixte. Ces positions sont obtenues au moyen d'un vérin pneumatique 102. Le plateau 104 est identique au plateau 74 pour provoquer le mouvement de translation des dispositifs de support dans les deux sens. En position haute le plateau 104 est dans le prolongement des rouleaux 98 du four et du bras de manoeuvre 48 s en position basse le plateau 104 est dans le prolongement d'un dispositif de liaison 106 qui recycle les dispositifs de support vers le poste de chargement. Le bras de manoeuvre 48 comprend une fourche 108 destinée à recevoir un dispositif de support 92. Le bras de manoeuvre 48 est monté rotatif autour de l'axe 110 et entraîné par un ensemble pignon-couronne-moteur 111. Le bras de manoeuvre est complété par un plateau 112 du type des plateaux 74 et 104 précédemment décrits. Les dents 114 de la fourche ont une section en C. Le plateau, en plus d'être disposé entre ces dents 114 de la fourche, repose sur des vérins 113 par exemple pneumatiques à faible course. Le bras rotatif pivote de 900 dans un sens et dans l'autre afin de desservir le poste de transfert 116 dont une vue de dessus est représentée à la figure 7 et plus en détail à la figure 8. Les peignes 95 du dispositif de support 92 lorsque le bras est en place au poste de transfert sont en position retirée et les plaquettes gonflées sont superposées. Le dispositif de support 92 repose sur une enclume 118 disposée de façon à obturer le passage 97 ménagé dans le socle. L'enclume 118 est solidaire du piston 119 d'un vérin 120 dont l'axe longitudinal est vertical. En vis à vis de l'enclume au dessus du dispositif de support 92 est disposé un outil de pressage 93 de dimensions légèrement inférieures aux dimensions du passage 97, solidaire d'un piston de presse 122 dont la course autorise le déplacement de l'outil de pressage à un niveau inférieur à celui du socle du dispositif de support. Entre le vérin 120 etla fourche 108 du bras de manoeuvre est disposé un poste de manutention 125 comprenant un jeu de rails 124 sur lequel un chariot 126 est monté coulissant. Un vérin 128 est fixé sur ce chariot. Une butée 130 en U est fixée par une de ses branches au corps du vérin tandis que l'extrémité libre 132 du piston est mobile entre les deux branches de cette butée en U. Sur l'extrémité libre du piston sont fixées au moins deux aiguilles 133. La face extérieure de la branche libre du U de la butée est revêtue d'un matériau anti-adhésion type PTFE. Les rails 124 sont articulés à une extrémité 125 et solidaires à proximité de l'autre extrémité d'un vérin 134, ainsi que cela est mieux représenté à la figure 9, qui peut prendre deux positions haute et basse avec une faible course. Par ailleurs, le chariot 126 a une course telle que la face extérieure de la butée, revêtue de PTFE, vienne au droit de l'empreinte 136 de l'outil. 138 de la presse de formage (non représentée) du poste de formage 140. Le fonctionnement d'une telle chaîne est décrit ci-après Le plateau mobile 50 est déplacé dans le sens de la fleche 70 de façon à disposer une pile de plaquettes en vis à vis du pousseur 62. Simultanément le plateau 74 sur lequel repose un dispositif de support 92 est amené au moyen de l'ascenceur 72 à un niveau tel que le peigne supérieur soit sensiblement en vis à vis de la plaquette inférieure de la pile. Le vérin 63 est commandé de façon que la lame 64 vienne pousser la plaquette inférieure de la pile sur le peigne supérieur, le guidage étant assuré par les volets. Lorsque les différents peignes du dispositif de support sont complétés par montées successives de l'ascenseur et déplacement correspondants de la lame, le moteur 88 est mis en fonction de façon que le dispositif de support soit entraîné au moyen des rouleaux 84. Les rouleaux 98 du four 94 entraînent le dispositif de support 92 dont le déplacement provoque automatiquement l'ouverture de la porte d'entrée 96. L'écartement des peignes est tel qu'il reste très légèrement supérieur à l'épaisseur de la plaquette après chauffage. La plaquette gonfle avec une texture du type meringue sous l'effet de la chaleur, 200 O C environ pour les TRE. L'espace initial, à l'entrée du four, entre les plaquettes est important ce qui facilite leur chauffage, de plus avec une parfaite homogénéité. Au passage du dispositif de support, la seconde porte 96 de sortie s'ouvre et ce dernier est déplacé jusque sur le plateau 104 sur lequel il est positionné au moyen de rouleaux 84 et d'un moteur 88. Durant cette étape, l'ascenseur 100, est en position haute avec le vérin 102 en extension. Le dispositif 92 est alors déplacé entre les dents 114 de la fourche 108 grâce au plateau 112, les vérins 113 étant en position haute. Les vérins 113 sont amenés en position basse de façon que le dispositif 92 repose dans les profilés en C des dents 114. L'ensemble pignon-couronne-moteur 111 est actionné de façon à amener le plateau au poste de transfert 116. Simultanément, l'enclume 118 est amenée au contact du socle du dispositif de support 92 de façon à soulever ce dernier et à ce qu'il ne repose pas sur les dents 114. Parallèlement, le passage 97 se trouve masqué. Les peignes sont escamotés au moyen d'un ergot de manoeuvre 32. Les plaquettes se superposent au contact les unes des autres par gravité tout en étant parfaitement guidées durant cette étape par les barreaux verticaux. La presse 122 est actionnée de façon que l'outil 93 vienne au contact des plaquettes en les comprimant légèrement. L'outil 93 et l'enclume 118 sont déplacés simultanément vers le bas. Les plaquettes amalgamées passent à travers le passage 97 ainsi que l'outil 93. Lorsque le piston 119 du vérin 120 de manoeuvre de l'enclume est en position basse, les plaquettes amalgamées sont en vis à vis du poste de manutention et plus particulièrement du vérin 128 de ce poste. Plus précisément, les aiguilles 133 sont au dessus du milieu de la hauteur du bloc de plaquettes amalgamées. Le chariot 126 est déplacé de façon que la protection en PT#E de la butée 130 vienne au contact du bloc. Le vérin 128 est actionné et les aiguilles 133 solidaires du piston de ce vérin pénètrent dans le bloc. L'outil 93 est ramené en position haute tandis que le chariot 126 est déplacé sur les rails 124 jusqu'au poste de formage. Le bloc étant au droit de l'empreinte 136, le vérin 134 est amené en position basse ce qui a pour effet de faire pénétrer le bloc de plaquettes amalgamées dans ladite empreinte. Le rappel du piston du vérin 128 provoque le retrait des aiguilles et la descente complète du bloc dans l'empreinte. Le bloc de plaquettes peut être formé à chaud au moyen de la presse 140. Simultanément au transfert et au formage s'effectue le recyclage du dispositif du support 92. Lors de la descente de l'enclume 118, le dispositif de support 92 repose à nouveau dans les dents 114. Le bras 108 est ramené dans sa position initiale, le plateau 112 permet de conduire le dispositif de support sur le plateau 104. L'ascenseur est alors amené en position basse au moyen du vérin 102. Le dispositif de support est recyclé vers le poste de chargement au moyen du dispositif de liaison 106. Un nouveau cycle est prêt. Le dispositif de support selon l'invention permet donc un espacement des plaquettes à froid, une circulation efficace et homogène de l'air chaud entre les plaquettes, un bon alignement à chaud lors de l'amalgame des plaquettes en un bloc et supprime tout recours à un opérateur en sortie de four. La chaîne utilisant un tel dispositif peut être très compacte pour un nombre identique de plaquettes traitées par les dispositifs de l'art antérieur. En fonction des produits à fabriquer, seuls les cadres sont à modifier,-le socle pouvant être standard, la chaîne est directement utilisable. De même le nombre de plaquettes peut varier d'un dispositif de support à l'autre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support de plaquettes superposées notamment de matériau thermoplastique renforcé et estampable caractersé en ce qu'il comprend un cadre (10) constitué d'un socle (14) muni d'un passage (16) de dimensions sensiblement égales à celles des plaquettes, des barreaux (18) disposés perpendiculairement au dit socle et sur une partie de la périphérie du passage pour former une cellule munie d'une ouverture d'accès (20) et d'au moins deux peignes (12) escamotables et superposés dont les dents (26, 38) sont orientées selon un plan parallèle au socle et font saillie à llin- térieur de la cellule. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce que les peignes comprennent des dents rectilignes (38) et des moyens de manoeuvre en translation (40) dans un plan parallèle au socle. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les peignes (12) sont fixés sur un axe 30) monté rotatif, orienté perpendiculairement au socle et à proximité immédiate du passage. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dents (26) des peignes sont courbes suivant des arcs de cercle centrés sur l'axe de rotation (30). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la cellule comprend de part et d'autre de l'ouverture d'accès , des volets (22) de guidage des plaquettes lors de l'introduction. 6. Chaîne de fabrication de produits à partir de plaquettes de matériau thermoplastique renforcé estampable utilisant des dispositifs de support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comprend un poste d'alimentation (40) en plaquettes, un poste (42) de chargement des Plaquettes sur les dispositifs de support, des moyens de chauffage (44), un poste de recyclage (46) des dispositifs de support un poste de transfert 1116) des plaquettes, un poste de manutention de l'empilement de plaquettes, et un poste de formage (140) de ces plaquettes. 7. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste d'alimentation (40) comprend un plateau (50) mobile en translation supportant les plaquettes froides (54) empilées et un pousseur (62) à lame (64) dont l'axe de déplacement est perpendiculaire à l'empilement. 8. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste de chargement comprend un plateau (74) destiné à recevoir le dispositif de support (92) de plaquettes et solidaire d'un ascenseur (72) dont l'axe de déplacement est vertical. 9. Chaîne selon la revendication 8 caractérisée en ce que le plateau (74) comprend à sa surface des moyens de déplacement en translation du dispositif de support de plaquettes suivant l'axe longitudinal de ladite chaîne. 10. Chaîne selon la revendication 9 caractérisée en ce que les moyens de mise en translation comprennent des rouleaux (84) et des galets entraînés en rotation par un moteur (88). 11. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisée en ce que l'ascenseur (72) comprend un ensemble vis-écrou (80) entraîné par un moteur (82). 12. Channe selon la revendication 6 caractérisée en ce que les moyens de chauffage (44) comprennent un four (94) muni de moyens de déplacement en translation (98) du dispositif de support de plaquettes. 13. Chaîne selon la revendication 12 caractérisée en ce que le four (94) est du type à air chaud. 14. Chaîne selon la revendication 12 ou 13 caractérisée en ce que les portes (96) du four comprennent les moyens d'ouverture au passage des dispositifs de support de plaquettes. 15. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste de recyclage (46) comprend un plateau (ln4) destiné à recevoir les dispositifs de support des plaquettes, muni de moyens de déplacement en translation de ces dispositifs selon l'axe longitudinal de la chaîne et solidaire d'un ascenseur dont l'axe de déplacement est vertical. 16. Chai ne selon la revendication 15 caractérisée en ce que l'ascenseur (100) comprend un vérin pneumatique (102). 17. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste de transfert (116) comprend des moyens d'escamotage des peignes (95), une enclume mobile (118) et une presse (122) munie d'un outil (93). 1B. Chaîne selon la revendication 17 caractérisée en ce que l'enclume (118) a des dimensions supérieures à celles du passage (97) prévu dans le socle de façon à venir en appui sur ledit socle et à recevoir l'empilement de plaquettes après escamotage des peignes. 19, Chaîne selon la revendication 17 ou 18 caractérisée en ce que l'enclume (118) est montée è l'extrémité d'un vérin (120) de manoeuvre. 20. Chaîne selon la revendication 17 caractérisée en ce que l'outil (93) de presse a sensiblement les dimensions des plaquettes de façon à pouvoir passer à travers le passage prévu dans le socle et à presser l'empilement contre l'enclume. 21. Chaîne selon l'une des revendication 17 à 20 caractérisée en ce que le poste de transfert comprend en outre un bras de manoeuvre (48 > mobile entre le poste de recyclage (46) et la presse (122). 22. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste de manutention (125) comprend des rails (124), un chariot (126) mobile sur ces rails et un organe de manutention. 23. Chaîne selon la revendication 22 caractérisée en ce que l'organe de manutention comprend des aiguilles butée (l30). 24. Chaîne selon l'une des revendications.22ù 23 caractérisée en ce que les rails (124) relient le poste de manutention (125) et le poste de formage (140). 25. Chaîne selon la revendication 24 caractérisée en ce que les rails (124) sont articulés à une extrémité et sont supportés par un vérin (134) articulé à proximité de l'autre extrémité. 26. Chaîne selon la revendication 6 caractérisée en ce que le poste de formage comprend un outil (138) de formage dans lequel est reçu ltempilement de plaquettes.