Brevet FR2737285A1 — publié le 19970131

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE MATERIAU EN PLAQUES La présente invention a pour objet un procédé et dispositif de chauffage de matériau en plaques. Le secteur technique de 1' invention est le domaine de la fabrication d'appareils de conditionnement de matière à façonner par chauffage. Une des applications principales de l'invention est le chauffage de feuilles en matériau plastique thermodéformable, pour pouvoir ensuite mouler celles-ci et réaliser des prothèses orthopédiques de soutien de parties du corps humain, en particulier dans le traitement des os et des articulations. De tels procédés de chauffage puis de moulage sont bien connus, mais utilisent à ce jour essentiellement des fours dans lesquels on introduit les feuilles plastiques jusqu'à ce qu'elles atteignent la température voulue ; cependant, le matériau réagit aux différences de température inférieures à 4 ou 5'C, et si l'on chauffe trop on risque de détruire ses qualités de résistance, pourtant nécessaires aux fonctions des prothèses, quand il se refroidit, et si 1 'on ne chauffe pas assez, le matériau est difficilement déformable et peut même se casser ou s'affaiblir par étirement forcé lors de sa mise en forme.Or, il est difficile de régler la température d'un four qui doit être maintenue dans une plage entre 150 et 250*C suivant le type de plastique utilisé, à une température définie donnée avec une tolérance de moins de 4*C dans toute son enceinte, et cela d'autant plus qu'on y introduit et on en ressort régulièrement lesdites pièces à façonner, crevant des flux d'air perturbateur dans l'enceinte. De plus, celle-ci représente un assez grand volume à chauffer, oe qui cause de grandes déperditions thermiques, nécessite un apport énergétique important et oblige un chauffage continu. On peut également noter les problèmes de manutention que pose l'introduction des plaques dans une enceinte d'un four par une porte latérale, à travers laquelle on doit déplacer horizontalement les plaques et ensuite les retirer, sans pouvoir véritablement accéder à l'intérieur de ladite enceinte, autrement que par son ouverture d' accès, mais qui est toujours assez réduite. Ceci pose d'autant plus de problèmes lors de l'enlèvement des plaques quand elles sont rendues déformables par la chaleur, ce qui est l'objectif du dispositif de chauffage. Certains fabricants ont cherché à réduire les inconvénients ci-dessus en isolant mieux leurs fours, en développant des techniques d'ouverture et de fermeture avec manipulation des plaques à travers lesdites ouvertures, en améliorant la régulation thermique de l'enceinte, mais alors au détriment de ltencombrement, de la complexité du système et bien sur de son coût sans cependant apporter de solution vraiment satisfaisante pour l'application principale évoquée precédemment. En fait, les fours ne donnent satisfaction que pour le chauffage de petites pièces, telles qu'en particulier les prothèses dentaires, mais dont les méthodes de fabrication sont bien sûr différentes par rapport à celles des prothèses orthopédiques dans les applications aux prothèses dentaires, où les fours sont alors bien adaptés aux besoins, certains ont pu faire l'objet de protections spécifiques telles que par la demande de brevet FR 2.688.876 publiée le 24 septembre 1993 ou la demande FR 2.600.153 publiée le 18 décembre 1987, toutes deux d'origine israélienne. Par ailleurs, il existe de nombreux systèmes de chauffage de matériau en plaques, mais chacun adapté à l'objectif et/ou au produit à chauffer, et dont certains ont pu faire l'objet de dépôts de demandes de brevets : on peut citer par exemple la demande FR 2.637.216 publiée le 6 avril 1990 sur un dispositif de chauffage d'une bande thermoplastique stérilisée, et ccmportant une enceinte fermée délimitée par un plateau supérieur comportant une plaque chauffante, un plateau inférieur fixe qui comporte également quant à lui une plaque chauffante présentant des empreintes oerrpondant au récipient à réaliser, l'espace entre les plateaux étant balayé par un flux d'air stérile.L'objectif de cette invention est donc de déformer, en même temps que le chauffage de la feuille thermoplastique, pour obtenir le récipient voulu, gracie à une empreinte intégrée et avec un souci de stérilisation: ces contraintes et spécificités sont réalisables pour des fabrications de série, ce qui n'est pas le cas des prothèses orthopédiques, toujours à adapter à la personne concernée. On relève également de nombreuses demandes européennes pour le chauffage de pièces en plaques, telles que la demande EP 462 481 publiée le 27 décembre 1991, la demande EP 191 898 publiée le 27 août 1986 ou encore la demande EP 508 069 publiée le 14 octobre 1992, la demande EP 435 234 publiée le 3 juillet 1991 et la demande EP 206 755 publiée le 30 décembre 1986, mais aucune ne décrit ni n enseigne un équipement de chauffage de matériau en plaques répondant spécifiquement au problème de l'application principale de la présente invention. En effet, le problème posé est de pouvoir chauffer uniformément des plaques thermodéformables à une température donnée à 1 ou 2-C près, dans une fourchette de 130 à 230'C suivant le matériau plastique à déformer, avec une montée en température très rapide pour éviter de garder le dispositif en chauffage permet, avec une déperdition de chaleur réduite et donc une oensommation énergétique la plus faible possible, et cela avec une manipulation aisée des plaques, surtout une fois chauffées, pour les mettre ensuite en forme rapidement par des moyens externes au dispositif de chauffage, et cela en toute sécurité avec un dispositif simple. Une solution au problème posé est un dispositif de chauffage de matériau en plaques comprenant des éléments de chauffage d'une enceinte fermée isolée, comportant un espace intérieur de chauffage maintenu à température donnée par lesdits éléments de chauffage et à l'intérieur duquel on peut introduire ladite plaque à chauffer suivant 1'invention, ledit dispositif comporte au moins deux soles planes, 1 'une constituant la partie supérieure dudit espace et 1 'autre également plane disposée parallèle et au-dessous de la précédente, constituant la partie inférieure dudit espace ; lesdites soles sont chauffées par lesdits éléments de chauffage et montées chacune sur un plateau support dont l'un au moins est déplaçable et mobile par rapport à l'autre entre une position ouverte pour accéder à l'espace intérieur et une position fermée l'un contre l'autre à leur périphérie, pour fermer, délimiter et constituer ledit espace chauffé, la hauteur dudit espace étant réglable par déplacement vertical de la sole inférieure. Une autre solution au problème posé est un procédé de chauffage de matériau en plaques à l'aide d'un dispositif de chauffage comme indiqué ci-dessus et tel que l'on pose ladite plaque à chauffer sur un élément de chauffage plan ou sole constituant la partie inférieure de 1 'espaoe chauffé ; on dispose au-dessus de ladite plaque ainsi posée un deuxième élément de chauffage plan ou sole constituant la partie supérieure dudit espace chauffé et on assure la fermeture périphérique latérale dudit espace ; on déplace l'élément de chauffage plan inférieur vers l'élément supérieur jusqu a ce que la surface supérieure de ladite plaque vienne en contact avec la surface inférieure dudit élément supérieur ; on maintient les deux dits éléments de chauffage à une température permettant de chauffer ladite plaque à la température voulue pendant un temps donné ; on ouvre ladite enceinte en dégageant 1 'élément de chauffage supérieur du dessus de la plaque ainsi chauffée et on enlève celle-ci. Dans un mode de réalisation particulier et préférentiel, lesdits plateaux inférieurs et supérieurs sont articulés l'un par rapport à 1 'autre suivant un de leur côté faisant charnière et leur ouverture et fermeture l'un par rapport à 1 'autre est assurée par au moins un vérin linéaire situé sur un de leurs côtés et alimenté pneumatiquement. Suivant un mode de réalisation préférentiel, les deux dits plateaux comportent chacun un matériau isolant entre les soles chauffées par lesdits éléments chauffants, qui sont de préférence des résistances électriques plates, et les parois externes de 1 'enceinte ; le plateau supérieur comporte en outre un support fixe de la sole et de son élément chauffant, lequel support est interchangeable et d'épaisseur variable pour changer la hauteur de référence de l'espace intérieur. Le résultat est un nouveau procédé et dispositif de chauffage de matériau en plaques, spécifiquement de feuilles en matériau plastique thermodéformable pour permettre de réaliser ensuite des prothèses orthopédiques et répondant à 1 'ensemble des critères définis dans le problème posé et aux inconvénients des dispositifs à four existant à ce jour. En effet, le fait de réaliser une enceinte chauffante isolée grâce à deux plateaux que l'on peut écarter et ouvrir par déplacement l'un par rapport à l'autre, permet d'accéder ainsi facilement à la totalité de l 'espace intérieur chauffé et donc de bien y manipuler les plaques, surtout quand elles sont chauffées et donc déformables car on dispose alors d'un grand espace d'accès à ensemble de leur périphérie par tout moyen adapte. La possibilité également, grâce à la présente invention, de venir en contact aussi bien contre la partie supérieure qu'inférieure des surfaces des plaques à chauffer, avec les soles chauffantes, permet d'assurer une bonne répartition de la chaleur sur celles-ci sans déperdition calorifique : il n'y a pas alors en effet d'espace d'air intercalaire ; de plus, le maintien de la hauteur voulue, égale à l'épaisseur de la plaque à chauffer, grâce audit appui, permet d'éviter d'une part le retrait de celle-ci lors du chauffage qui augmenterait son épaisseur, et d'autre part au contraire son amincissement si les soles venaient en appui trop fort l'une vers l'autre. Le dispositif suivant l'invention intègre également des possibilités de réglage fixe pour s'adapter à différentes épaisseurs de plaques, puis le système mobile de réglage permet, avec une course limitée de 5 à 15 millimètres par exemple, de déplacer la sole inférieure vers la sole supérieure et de les amener en appui de part et d'autre de la plaque à chauffer. Un tel système évite la ventilation de l'espace intérieur puisque celui-ci, une fois la plaque en place ne renferme pratiquement pas d'air . il permet d'assurer une très bonne régulation de la température de chauffage à un ou deux degrés près, dans une plage de température pouvant aller de 130 à 230-C suivant le matériau utilisé et grâce à l'utilisation en particulier de résistances électriques avec une régulation adaptée ; des éléments de 3 à 5 kW pour chaque élément chauffant de chaque plateau suffisent pour un espace intérieur de 1200 x 1200 millimètres ou 1200 x 800 millimètres par exemple. De plus, l'inertie thermique ainsi obtenue et dans le cadre de l'exemple ci-dessus, permet de monter ensemble du dispositif de 16 à 200 C en 45 minutes environ et d'éviter ensuite une chute de température, meme après coupure de courant quand 1 'enceinte est maintenue fermée, grâce à son isolation, et ainsi de réduire la oensommation d'énergie : on a pu ainsi constater une perte de 60-C seulement en deux heures de la température des soles, résistances électriques coupées. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de 1 'étendue de cette invention, en particulier en changeant la forme extérieure de 1' enceinte et le système de déplacement de la sole inférieure vers la sole supérieure. La figure 1 est une vue en coupe du dispositif de chauffage suivant l'invention, suivant I/I' de la figure 3. La figure 2 est une vue en perspective du dispositif suivant l'invention en position ouverte. La figure 3 est une vue latérale du dispositif de la figure 2 en position fermée. D'une manière connue, comme dans beaucoup de dispositifs de chauffage existants, le dispositif suivant la présente invention comporte des éléments de chauffage 3 d'une enceinte fermée isolée 17, comprenant un espace intérieur de chauffage 16, dans lequel on peut déposer la plaque 18 du matériau à chauffer ; celle-ci est dans 1'application principale de la présente invention, thermodéformable et d'épaisseur constante et uniforme.Ledit espace intérieur de chauffage 16 est maintenu à température donnée par des éléments de chauffage 3, dont l'un constitue la partie supérieure dudit espace 16 avec une sole plane 6 et 1 'autre constitue la partie inférieure dudit espace 16 avec une sole inférieure 7 plane, disposée parallèle et au-dessous de la précédente et se faisant ainsi face. Lesdites soles sont ainsi chauffées par lesdits éléments de chauffage 3 associés respectivement et sont montées chacune sur des plateaux supports 1, 2 dont l'un au moins est mobile et déplaçable par rapport à 1 'autre entre une position ouverte pour accéder à 1 'espace intérieur 16 et une position fermée l'un contre l'autre à leur périphérie pour délimiter et constituer ledit espace 16. Celui-ci est donc défini, délimité et constitué par les soles définies précédemment à sa partie supérieure et inférieure, et latéralement par la mise en contact périphériquement de matériaux isolants 4, solidaires chacun des plateaux respectifs 1 et 2, dont la section en coupe suivant leur dimension perpendiculaire et représentée sur la figure 1, oonstitue une forme en U ; ces isolants 4 séparent et isolent les soles 6, 7 chauffées des parois externes de l'enceinte 17. Pour permettre de recevoir des plaques de matériau 18 de différentes épaisseurs, le plateau supérieur 1 comporte en outre un support fixe 5, qui peut être un élément interchangeable du matériau isolant, et sur lequel est solidarisée la sole 6 et son élément chauffant 3, lequel support interchangeable est d'épaisseur variable pour changer ladite hauteur de référence e de 1 'espaoe intérieur 16 en fonction de l'épaisseur des plaques 18. La hauteur e dudit espace 16 est ensuite réglable, une fois 1 'enceinte fermée par appui 1 'une contre 1 'autre des surfaces périphériques des plateaux supérieur 1 et inférieur 2, par déplacement vertical de la sole inférieure 7 vers la sole supérieure 6. Suivant la figure 1, ledit mécanisme mobile de réglage en hauteur de ladite sole inférieure 7 est oonstitué d'un ensemble de pièces dont certaines sont en forme de ooins, dont les unes sont solidaires de ladite sole 7 et les autres 8 d'un moyen mobile 10 latéralement dans le sens des surfaces inclinées d'appui des coins supérieurs 9 sur les coins inférieurs 8 ; ledit moyen mobile 10 est un chariot disposé à l'intérieur du plateau inférieur 2 et déplaçable sur une surface interne de celui-ci par un levier 11 traversant une paroi latérale dudit plateau inférieur 2. Ainsi, un déplacement horizontal d'une distance d dudit chariot mobile 10, permet une variation de hauteur h de la sole inférieure 7 vers la sole supérieure 6 jusqu'à mise en contact sans appui de la surfaoe supérieure de la plaque à chauffer 18 contre la sole supérieure et réciproquement de la dégager. Suivant les figures 2 et 3 et dans un mode de réalisation préférentiel simple, lesdits plateaux inférieur 2 et supérieur 1 sont articulés l'un par rapport à 1 'autre suivant l'un de leurs côtés 13 faisant charnière et l'ouverture et fermeture du plateau supérieur 1 en rotation autour de celle-ci par rapport au plateau inférieur 2, est assurée par au moins un vérin 15 linéaire et de préférence deux situés sur chacun des côtés adjacents au côté charnière 13 ; ces vérins sont alimentés pneumatiquement par tout moyen fournisseur d'air à la pression voulue compensant le poids du plateau supérieur 1. La température intérieure de 1 'espace 16 à chauffer est contrôlée par tout capteur de température situé dans cet espace celui-ci permet de régler le dispositif de chauffage qui est de préférence un ensemble de résistances électriques plates, telles que définies précédemment, et cela par tout boîtier de régulation et de contrôle 14 qui n'a pas besoin d'être détaillé dans le présent descriptif puisque réalisable par tout technicien spécialisé dans la régulation de chauffage électrique. Le dispositif de chauffage selon l'invention avec ladite armoire de régulation 14, peut être monté sur un bâti support 12, constitué par exemple de quatre pieds permettant de positionner le plateau inférieur 2 à une hauteur aisée d'accès d'un opérateur pour manipuler le plus aisément possible lesdites plaques 18 de matériau à chauffer. L'ensemble de la tôlerie constituant la partie extérieure du dispositif peut être réalisée en tôle, en acier inoxydable. REVENDICATIONS 1. Procédé de chauffage de matériau en plaques à l'aide d'éléments de chauffage (3) situés dans une enceinte fermée isolée (17) comprenant un espace intérieur de chauffage (16) maintenu à une température donnée, et dans lequel est introduite la plaque (18) à chauffer, caractérisé en ce que - on pose ladite plaque (18) sur un élément de chauffage plan (7) constituant la partie inférieure de 1 'espaoe chauffé (16), - on dispose au-dessus de ladite plaque (18) ainsi posée un deuxième élément de chauffage plan (6) oonstituant la partie supérieure dudit espace chauffé (16) et on assure la fermeture périphérique latérale dudit espace (16), - on déplace l'élément de chauffage plan inférieur (7) vers l'élément supérieur (6) jusqu'à ce que la surfaoe supérieure de ladite plaque (18) vienne en contact avec la surface inférieure dudit élément supérieur (6), - on maintient les deux dits éléments de chauffage (6, 7) à une température permettant de chauffer ladite plaque (18) à la température voulue pendant un temps donné, - on ouvre ladite enceinte (17) en dégageant l'élément de chauffage supérieur (6) du dessus de la plaque (18) ainsi chauffée et on enlève celle-ci. 2. Dispositif de chauffage de matériau en plaques, comprenant des éléments de chauffage (3) d'une enceinte fermée isolée (17) comportant un espace intérieur de chauffage (16) maintenu à une température donnée par lesdits éléments de chauffage (3), caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux soles planes, l'une (6) constituant la partie supérieure dudit espace (16) et 1 'autre également plane (7) disposée parallèle et au-dessous de la précédente, constituant la partie inférieure dudit espace (16), lesdites soles étant chauffées par lesdits éléments de chauffage (3) et montées chacune sur un plateau support (1, 2), dont l'un au moins est mobile par rapport à l'autre entre une position ouverte pour accéder à 1 'espace intérieur (16) et une position fermée l'un contre 1 'autre à leur périphérie, pour fermer, délimiter et constituer ledit espace chauffé (16), la hauteur dudit espace (16) étant réglable par déplacement vertical de la sole inférieure (7). 3. Dispositif de chauffage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage en hauteur de la sole inférieure (7), est constitué d'un ensemble de pièces dont certaines sont en forme de coins, dont les unes sont solidaires de ladite sole (7) et les autres (8) d'un moyen mobile (10) latéralement dans le sens des surfaces inclinées d'appui des ooins supérieurs (9) sur les coins inférieurs (8). 4. Dispositif de chauffage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen mobile (10) est un chariot disposé à 1' intérieur du plateau inférieur (2) et déplaçable sur une surface interne de celui-ci par un levier (11) traversant une paroi latérale dudit plateau inférieur (2). 5. Dispositif de chauffage suivant 1 'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les plateaux inférieurs (2) et supérieurs (1) sont articulés l'un par rapport à l'autre sur un de leurs côtés (13) faisant charnière. 6. Dispositif de chauffage suivant la revendication 5, caractérisé en oe que l'ouverture et la fermeture du plateau supérieur (1) en rotation par rapport au plateau inférieur (2) est assuré par au moins un vérin (15) linéaire. 7. Dispositif de chauffage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits vérins (15) sont alimentés pneumatiquement. 8. Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les deux dits plateaux (1, 2) comportent chacun un matériau isolant (4) entre les soles (6, 7) chauffées par les éléments chauffants (3) et les parois externes de l'enceinte (17) et le plateau supérieur (1) comporte en outre un support fixe (5) de la sole (6) et de son élément chauffant, lequel support est interchangeable et d'épaisseur variable pour changer la hauteur de référence de l'espace intérieur (16). 9. Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les éléments chauffants (3) sont des résistances électriques plates.