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Dispositif pour réaliser des pièces par thermoformage Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne les dispositifs pour réaliser, par thermoformage, une pièce Pf dont la paroi 2 ne doit pas présenter, en au moins un point, une faiblesse en épaisseur. Le dispositif selon l’invention comporte, une embase Em, un moule 10, des moyens 12 pour maintenir une plaque de matière thermo-déformable 14, des moyens 20 pour chauffer, jusqu’à une température de valeur donnée, au moins l’un des deux éléments suivants : le moule 10, la plaque de matière thermo-déformable 14, des moyens 30 pour translater l’un de ces deux éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre de façon que la plaque de matière thermo-déformable 14 prenne la forme du moule 10, et des moyens 40 pour abaisser la température de la matière thermo-déformable au niveau d’un point 1 de la plaque de matière thermo-formable correspondant au point de la paroi 2 de la pièce Pf au niveau duquel cette paroi ne doit pas présenter une faiblesse en épaisseur. Figure unique.

Description

Dispositif pour réaliser des pièces par thermoformage
La présente invention concerne les dispositifs qui permettent de réaliser des pièces par thermoformage, par exemple : des bacs, des récipients, des coquilles, des boîtiers, des garnitures de véhicules, etc.
Le thermoformage est une technique qui consiste à utiliser un matériau sous forme de plaque ou analogue, généralement en matière plastique, à le chauffer pour le ramollir, et à profiter de cette ductilité pour le mettre en forme avec un moule. Le matériau redurcit lorsqu'il refroidit, gardant cette forme.
Des dispositifs ou machines pour réaliser des pièces par thermoformage sont bien connues, par exemple ceux décrits et illustrés dans le FR2588501 et le FR2610595.
Cette technique est très couramment utilisée pour réaliser des coques ou analogues, utilisées à leur tour pour réaliser des produits finaux comme ceux cités ci-avant. Dans ces conditions, les coques doivent être associées à d’autres coques, par tous moyens.
L’un de ces moyens est le boulonnage ou analogue. Pour ce faire, des orifices sont réalisés à certains endroits des coques, dans lesquels il est prévu d’insérer des boulons, clips, chevilles ou analogues. Or, il arrive que, du fait même que les coques aient été réalisées par thermoformage, certaines parties de la paroi ces coques, notamment à proximité des rabats ou pliures, ou dans ces rabats ou pliures, présentent une épaisseur de matière plus faible que les autres parties, à cause de l’étirement de la plaque lors du thermoformage. Le fait que la paroi des coques obtenues par thermoformage présente, en certains points, une faiblesse en épaisseur, est un inconvénient, notamment dans le cas où c’est justement en ces points que doivent être réalisés les orifices destinés à recevoir les boulons, clips, chevilles ou analogues pour l’assemblage des coques, car la paroi ne pourra pas alors assurer la résistance nécessaire à la tenue de l’assemblage.
Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un dispositif pour réaliser des pièces par thermoformage, qui obvie l’inconvénient mentionné ci-dessus.
Définition de l’invention
Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif pour réaliser, par thermoformage, une pièce dont la paroi ne doit pas présenter, en au moins un point, une faiblesse en épaisseur, comportant :
• un moule,
• des moyens pour maintenir une plaque de matière thermo-déformable,
• des moyens pour chauffer, jusqu’à une température de valeur donnée, au moins l’un des deux éléments suivants : le moule, la plaque de matière thermo-déformable, et
• des moyens pour translater l’un des deux dits éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre de façon que ladite plaque de matière thermo-déformable prenne la forme du dit moule,
caractérisé par le fait qu’il comporte en outre des moyens pour abaisser la température de la matière thermo-déformable au niveau d’un point de ladite plaque de matière thermo-déformable correspondant au point de la paroi de la pièce au niveau duquel cette paroi ne doit pas présenter une faiblesse en épaisseur.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente un schéma de principe d’une partie du dispositif selon l’invention dans une phase d’utilisation pour la réalisation, par thermoformage, d’une pièce comme une coque ou analogue.
Il est tout d'abord précisé que la figure représente un seul mode de réalisation de l’objet selon l’invention, mais qu’il peut en exister d’autres qui répondent à la définition de cette invention.
Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l’invention, l’objet de l’invention comporte « au moins un » élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l’objet selon l’invention tel qu’illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n’est pas spécifié que l’objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l’objet de l’invention pourra être défini comme comportant « au moins un » de ces éléments.
Il est précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle.
Il est de plus précisé que, dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché.
La présente invention concerne, en référence à la figure unique, un dispositif pour réaliser, par thermoformage, une pièce Pf dont au moins un point 1, sinon plusieurs, de la paroi 2 ne doit pas présenter une faiblesse en épaisseur, c’est-à-dire une épaisseur d’une valeur très inférieure à l’épaisseur nominale du reste de la paroi de la pièce.
Un tel dispositif comporte une embase Em du type châssis, boîtier, enceinte, etc., qui constitue en fait une référence pour tous les déplacements possibles des différents éléments constitutifs du dispositif selon l’invention qui sont définis ci-après.
Il comporte donc essentiellement un moule 10, des moyens 12 pour maintenir une plaque de matière thermo-déformable 14, des moyens 20 pour chauffer, jusqu’à une température de valeur donnée, au moins l’un des deux éléments suivants : le moule 10, la plaque de matière thermo-déformable 14, et des moyens 30 pour translater, par rapport à l’embase Em, l’un de ces deux éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre de façon que la plaque de matière thermo-déformable 14 prenne la forme du moule 10.
Tel que définis ci-dessus, ces moyens qui constituent un dispositif pour réaliser une pièce Pf par thermoformage sont bien connus et ne seront pas plus amplement décrits ici, dans le seul souci de simplifier la présente description.
Il sera simplement par exemple précisé que les moyens 30 pour translater l’un des deux éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre sont constitués par des moyens qui peuvent déplacer le moule vers la plaque ou la plaque vers le moule, ou bien même les deux simultanément l’un vers l’autre. En général, c’est le moule qui est déplacé vers la plaque qui, étant chauffée, est maintenue fixe dans un cadre du type à pincement commandable comme illustré sur la figure unique. Quant aux moyens de chauffage, ils peuvent prendre plusieurs formes : infra-rouges, air chaud, induction, etc., une combinaison d’au moins deux de ces formes, et chauffer à la fois la plaque et le moule.
Sur la figure unique, tous les moyens connus constitutifs des dispositifs de l’art antérieur ont donc été sciemment représentés de façon très schématique.
Il est précisé que, dans le cadre de la description du dispositif selon l’invention, la figure unique représente ce dispositif quand le moule est au contact de la plaque thermo-déformable et quand cette dernière est déjà déformée et a pris la forme de la pièce Pf à réaliser, par exemple une coque en forme de plateau avec un rebord référencé Rb. Or, il est connu que, lors de la déformation de la plaque pour obtenir un tel rebord, il se produit, en certains endroits, un étirement de la matière thermo-déformable qui conduit, en ces endroits, à une diminution de l’épaisseur de la paroi de la pièce Pf.
Si, en un point 1 dans ce rebord Rb présentant une faiblesse en épaisseur, doit être pratiqué un orifice pour réaliser une fixation par boulon, clip, cheville, ou analogue afin de réunir cette coque Pf à une autre coque ou à un autre corps, la durée de vie d’une telle fixation sera très courte, sinon quasiment nulle.
Pour pallier cet inconvénient, selon la caractéristique essentielle de l’invention, le dispositif comporte, en plus des moyens définis ci-dessus, des moyens 40 pour abaisser la température de la matière thermo-déformable au niveau du point 1 de la plaque 14 correspondant au point de la paroi 2 de la pièce Pf au niveau duquel cette paroi ne doit pas présenter une faiblesse en épaisseur.
Pour cela les moyens 40 pour abaisser la température de la matière thermo-déformable sont montés en coopération avec une potence 49, et le dispositif comporte des moyens 50 pour translater de façon commandable cette potence 49 par rapport à l’embase Em. Ces moyens 50 permettent, lors de la mise en forme de la plaque, de translater vers le ou les points à renforcer en épaisseur, un dispositif assurant le refroidissement de la pièce en ce ou ces points. Cette dernière opération s’effectue en cours de thermoformage de la pièce de manière à limiter l’étirage de la matière dans des zones définies et pour la stabiliser dimensionnellement. C’est ainsi qu’il est même possible d’obtenir qu’au moins un point 1 présente une épaisseur égale ou supérieure à l’épaisseur nominale du reste de la pièce Pf.
Selon une caractéristique très avantageuse de l’invention, ces moyens 40 pour abaisser la température de la matière thermo-déformable sont constitués par un jet de fluide 42 apte à être soufflé sur le point 1 de la plaque de matière thermo-déformable, la température du jet de fluide ayant une valeur inférieure à celle de la température donnée.
De façon très préférentielle, le jet de fluide 42 est un jet de gaz, de préférence un jet d’air.
Selon une autre caractéristique très avantageuse de l’invention, le dispositif comporte une buse 44 comprenant un gicleur de sortie 45 pour régler la section du jet de fluide.
De façon avantageuse, le dispositif selon l’invention comporte en outre une source de fluide 46 apte à être commandée par une entrée de commande 47, et dont la sortie 48 est reliée à la buse 44, l’entrée de commande 47 étant montée en coopération avec les moyens 30 pour translater l’un des deux éléments, moule ou plaque, vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre, de façon à commander, notamment temporellement, l’émission du jet de fluide en fonction de la position de ces deux éléments l’un par rapport à l’autre.
Le dispositif décrit ci-dessus et représenté de façon schématique sur la figure unique fonctionne de la façon suivante, parmi plusieurs modes de fonctionnement possibles.
Il est supposé que la plaque de matériau thermo-déformable 14 est maintenue au-dessus du moule 10 par les moyens de pincement 12,14 et chauffée par exemple des moyens définis ci-avant.
Ensuite, avec les moyens 30, comme des vérins ou analogues, le moule 10 est soulevé pour venir s’imprimer dans la plaque 14 chauffée et lui donner une configuration comme celle qui est illustrée sur la figure unique.
Grâce aux moyens de commande 50 de la source de fluide 46 éventuellement couplée de façon directe ou indirecte aux moyens de déplacement 30 du moule par rapport à la plaque 14, la source de fluide est amenée et commandée de façon que, lorsque le rebord Rb se forme, le jet de fluide froid vient au niveau et en regard du point 1 pour refroidir la partie de paroi de ce rebord Rb au niveau de ce pont 1.
Ce jet de fluide est déclenché et maintenu autant de temps que nécessaire. L’instant de son déclenchement et le temps pendant lequel il est maintenu dépendent de nombreux paramètres, notamment de la matière thermo-déformable dont est constituée la plaque 14, de la forme de la paroi à obtenir, de son épaisseur nominale, etc. Ils seront aisément déterminés par les techniciens qui utilisent ce type de dispositif, par exemple par expérimentations successives et constitution d’abaques.
La Demanderesse a constaté que l’épaisseur de la paroi au niveau du point 1 sur lequel le jet de fluide froid a été focalisé, est beaucoup plus grande que dans le cas où le jet de refroidissement n’aurait été produit, ce qui permet de réaliser, en ce point 1, par exemple un orifice.
Le fonctionnement du dispositif a été décrit ci-dessus dans le cas où il était nécessaire de traiter la paroi de la plaque 14 en un seul point 1, avec donc un seul jet de fluide froid. Mais il est bien évident que, si nécessaire, le dispositif pourra être utilisé pour traiter la paroi de la plaque 14 en plusieurs points, avec alors autant de jets de fluide froid que nécessaire. L’homme du métier saura sans difficulté, à la lumière de ce qui a été décrit ci-dessus et illustré sur la figure unique, adapter le nombre de jets nécessaires et leur emplacement.
Dans ces conditions, il est apparent que les buts de la présente invention ont été atteints avec des moyens très simples, peu onéreux et faciles à mettre en œuvre.

Claims (8)

  1. Dispositif pour réaliser, par thermoformage, une pièce (Pf) dont la paroi (2) ne doit pas présenter, en au moins un point, une faiblesse en épaisseur, comportant :
    • une embase (Em)
    • un moule (10),
    • des moyens (12) pour maintenir une plaque de matière thermo-déformable (14) par rapport à ladite embase (Em),
    • des moyens (20) pour chauffer, jusqu’à une température de valeur donnée, au moins l’un des deux éléments suivants : ledit moule (10), ladite plaque de matière thermo-déformable (14), et
    • des moyens (30) pour translater, par rapport à ladite embase (Em), l’un des deux dits éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre de façon que ladite plaque de matière thermo-déformable (14) prenne la forme du dit moule (10),
    caractérisé par le fait qu’il comporte en outre des moyens (40) pour abaisser la température de la matière thermo-déformable au niveau d’un point (1) de ladite plaque de matière thermo-déformable (14) correspondant au point de la paroi (2) de la pièce (Pf) au niveau duquel cette paroi ne doit pas présenter une faiblesse en épaisseur.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que moyens (40) pour abaisser la température de la matière thermo-déformable sont constitués par un jet de fluide (42) apte à être soufflé sur ledit point (1) de la plaque de matière thermo-déformable, la température du dit jet de fluide ayant une valeur inférieure à celle de ladite température donnée.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit jet de fluide (42) est un jet de gaz.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit jet de gaz est un jet d’air.
  5. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu’il comporte une buse (44) comprenant un gicleur de sortie (45) pour régler la section du dit jet de fluide.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu’il comporte une source de fluide (46) commandable par une entrée de commande (47), et dont la sortie (48) est reliée à ladite buse (44), ladite entrée de commande (47) étant montée en coopération avec les moyens (30) pour translater l’un des deux dits éléments vers l’autre pour les amener au contact l’un de l’autre de façon à commander l’émission dudit jet de fluide en fonction de la position de ces deux éléments l’un par rapport à l’autre.
  7. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que les moyens (40) pour abaisser la température de la matière thermo-déformable sont montés en coopération avec une potence (49), et qu’il comporte des moyens (50) pour translater de façon commandable ladite potence (49) par rapport à ladite embase (Em).
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (20) pour chauffer, jusqu’à une température de valeur donnée, au moins l’un des deux éléments suivants : ledit moule (10), ladite plaque de matière thermo-déformable (14), sont constitués par au moins l’un des chauffages suivants : infra-rouge, air chaud, induction et une combinaison de ceux-ci.
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