<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé et dispositif de fabrication par compression de pièces de tout type, à partir de substances artificielles stratifiables "
L'invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication par compression de pièces de tout type, tels que, en particulier, des profilés en U et en T, des boîtes et des enveloppes, des objets tubulaires, à partir de masses stratifiables et, de préférence, de masses comprimées de
<Desc/Clms Page number 2>
résiner artificielle capables de durcir, et desubstances artificielles plastiques à chaud, ces pièces étant fabriquées au moyen d'organes de compression composés de plusieurs parties.
On connaît des organes de compression munis d'élé- ments mobiles. On emploie, de préférence, ces éléments mobile) que l'on place dans tous les cas dans la matrice du moule de compression, pour fabriquer par compression des corps, qui comportent une conformation spéciale de paroi et des nervures encastrées, ces pièces devant être soumises à une pression additionnelle par les éléments de compression.
Un tel procédé n'est, d'une part, plus économique, parce que, étant donné qu'il est nécessaire d'avoir un ajustage très exact, il est indispensable d'employer des moulez de compression compliqués et chers et, d'autre part, il sant n'est pas satisfait sant au point de vue technique,car, dans ce cas, on ne parvient pas à utiliser au mieux la pres- sion de moulage quant.. la direction désirée et quant à la valeur nécessaire de cette pression, En outre, on ne peut pas éviter que les éléments de compression ne se déplacent par rapport à la masse comprimé., ce qui désagrège l'aggle- mérat de matière comprimée et donne lieu, par suite, à des défauts.
Enfin les éléments de compression produisent, sur la surface des parties comprimées, des inégalités d'é- paisseur indésirables, qui peuvent produire des fentes et des ruptures aux emplacements atteints, en raison de la
<Desc/Clms Page number 3>
facilité bien connue qu'ont les masses comprimées à s'entail- ler.
On évite ces inconvénients en utilisant le procédé conforme à l'invention,,. de fabrication par compression de pièces, à partir de masses de résine artificielle susceptibles de durcir et de substances artificielles plastiques à chaud, en utilisant des organes de compression en plusieurs pièces, ce procédé consistant à décomposer, en/composantes la force produisant la pression. de moulage, par des surfa- ces de transmission de pression, de dispositif de transmis- sion de pression planes, inclinées ou courbes, ces composan- tes agissant sur ce dispositif de transmission, en partie dans la direction de la pression de compression et en partie dans une autre direction, de préférence perpendiculai- rement à cette pression.
Dans ce nouveau procédé, il suffit donc que l'appa- reil, qui produit la pression de moulage ..agisse que dans une seule direction, parce que les pressions latérales, qui sont nécessaires à la formation des parois et des nervures de l'élément comprimé, sont obtenues par les surfaces inclinées et les dispositifs mobiles de transmission de pression. Dans ce cas, on peut également, de préférence, opérer de façon que la force, qui produit la pression de compression, ne soit décomposée en ses deux composantes qu'au commencement de l'opération de compression et
<Desc/Clms Page number 4>
pendant cette opération et que, par contre, elle agisse directement sur l'élément comprimé vers la fin de l'opéra- tion.
Cette manière d'opérer permet de répartir de manière appropriée la pression dans les différentes phases de l'opé- ration.
Un dispositif approprié pour réaliser le procédé est, conformément à l'invention, caractérisé par un noyau, en une ou plusieurs pièces, muni d'organes de pression agissant indirectement et (ou) directement, comme par exemple, des noyaux, subdivisés ou susceptibles de se déplacer les uns par rapport aux autres, qui sont limités par des surfaces obliques ou courbes, par lesquelles la pression de compression, exercée par exemple par un poinçon, est décomposée dans las directions des parois qui limitent l'élément comprimé. Le dispositif consiste donc en une ma- trice munie de parois rigides et en un noyau qui peut s'écarter dans la matrice.
Ce dispositif permet d'obtenir des pressions suffisamment grandes dans toutes les directions, de sorte qu'on peut fabriquer dansces conditions des pièces, ayant par exemple la forma de botte, d'U, de T et de cornière, à partir de substances à comprimer stratifiables, en résine artificielle, comme par exemple des feuilles de papier durci à surface plane. En outre, l'organe de pression qui produit directement la pression de compression, comme par exemple le poinçon de compression, peut âtre limité par des surfaces inclinées ou courbes.
<Desc/Clms Page number 5>
On peut également, conformément à l'invention, employer comme dispositif de transmission indirecte de pres- sion des barres rondes, des billes ou des prismes.
L'utilisation d'organes intermédiaires pour trans- mettre la pression permet, en particulier, de n'employer qu'une seule plaque de pression et une seule plaque d'appui, qui sont placées au-dessus et au-dessous des organes intermé- diaires pour plusieurs postes de compression situés les uns à coté des autres.
Comme l'épaisseur de paroi de la matière brute placée dans la matrice en couches superposées présente une valeur supérieure à celle de l'élément comprimé terminé, les organes de transmission de pression doivent parcourir un chemin correspondant à cette différence pendant l'opération de compression. Il existe, par suite, à la fin de l'opération, des zones ayant la forme de bandes étroites, qui ne sont plus couvertes par les organes de pression mêmes et qui pourraient, par suite, rester partiellement non comprimées. Pour éviter cet inconvénient, on prévoit, dans une variante de mode de réalisation de l'invention, des pièces de glissement ou des garnitures en feuilles métalliques, entre les matières en couches superposées à comprimer et les dispositifs mobiles de transmission de pression.
Ces garnitures, dont la longueur et la largeur correspondent à celles des surfaces d'appui susceptibles de glisser des dispositifsmobiles de transmis- sion de pression, servent à transmettre la pression de ces
<Desc/Clms Page number 6>
dispositifs de transmission de pression, de sprte que, même après que ces dispositifs se sont écartés l'un de l'autre, la pression s'exerce uniformément, et la formation d'inégali- tés et de nervures est complètement évitée.
Comme, d'autre part, après l'opération de compres- sion, les dispositifs mobiles de transmission de pression débordent sur les bords des surfaces de glissement, par suite de la réduction de la masse de matière brute jusqu'à l'épais- seur de paroi finale de l'élément comprimé, ces surfaces sont amincies comme un couteau sur les bords. Cet amincissement des bords des surfaces de glissement empêche le corps de pression qui repose dessus de basculer et évite la for- mation éventuelle de gradins.
Un autre dispositif pour répartir uniformément la charge de pression, en particulier sur les surfaces d'ap- pui du corps comprimé est caractérisé par le fait que les dispositifs de transmission de pression qui se déplacent l'un vis-à-vis de l'autre sont munis de saillies ou de crans formant des dents décalées les unes par rapport aux autres, sur le côté opposé à la direction du mouvement et en prise les unes avec les autres, de préférence à une profon- deur qui correspond au moins à la double différence entre l'épaisseur de paroi de la matière brute et celle de la pièce comprimée terminée.
Les parties de la pièce comprimée qui restent sans être directement comprimées sont, en
<Desc/Clms Page number 7>
conséquence, en forme de zig-zag et décalés les uns par rapport aux autres, de sorte que l'action de compression, au moyen des surfaces de glissement interposées, est sensi- blement plus uniforme et plus ininterrompue. C'est pourquoi on réussit, en employant cette denture en liaison avec la plaque de glissement, à obtenir,par compression, des profilés en U ou en T absolument parfaits ou bien également des boîtes ou des tubes présentant une section transversale homogène.
Un autre dispositif pour réaliser le procédé confor- me à l'invention est caractérisé par un arrangement qui comporte une/matière en une seule pièce avec un noyau en trois parties au moins, dont deux sont placées contre les parois de l'élément comprimé, tandis que la troisième, dont la section transversale a la forme alun trapèze, pénètre partiel- lement entre les deux premières pendant l'opération de compression et agit ainsi sur les surfaces obliques des parties latérales, puis appuie directement à la fin de l'opération de compression, sur l'élément comprimé ou bien sur les pièces de glissement ou les garnitures, avec sa sur- face frontale de plus petite dimension, dont la largeur correspond à peu près à la longueur totale du chemin par- couru par les parties latérales.
Avec ce dispositif, on peut, par conséquent, agir, vers la fin de l'opération de compression, avec la pleine pression nécessaire pour le moulage et la compression, sur la zone restant libre entre
<Desc/Clms Page number 8>
les organes de pression mobiles, z8ne qui est, au début, sou- mise à une faible pression. En outre, on peut munir, de préférence, les surfaces obliques des éléments de pression d'ondulations ou de bandes. Un peut, par l'adjonction de/ /gaufrages, changer le point d'application de la pression, ainsi que la répartition de la pression, dans des limites désirées, en ce qui concerne la grandeur des composantes horizontale et verticale.
Dans les dispositifs ci-dessus décrits, une partie seulement de la pression de compression a été dé- composée en deux composantes latérales, comme cela suffit pour le moulage de corps profilés ouverts, tels que, par exemple, des profilés en T et en U. Pour la fabrication, par compression,d'éléments ayant la forme de boîtes, on doit toutefois lune pression uniforme et interne, non seulement/pour-' le fond, mais également/peur les quatre parois latérales de la boîte.
Dans ce but, on emploie, conformément à l'invention, une matrice en forme de boîte, dans laquelle sont disposés autant d'éléments de noyaux mobiles les uns par rapport aux autres qu'il y a de parois latérales, en même temps que les éléments de noyaux sont taillés en biseau dans la partie centrale, de telle façon que les surfaces obliques, qui sont adjacentes dans la partie centrale du noyau, formant un creux limité par des surfaces obliques, planes ou courbes, dans lequel l'organe de
<Desc/Clms Page number 9>
pression indirect exerce son action.
Par conséquent, les quatre éléments de noyau sont pressés uniformément par cet organe de pression, dans les quatre coins et contre les parois de la boite, en même temps que les zônes, rubissant une faible pression, situées dans le milieu des parois latérales, sont recouvertes d'un nombre correspondant de glissement ou de garnitures. On peut également fabriquer, sans plus, d'autres bottes quelconques, par exemple des bottes ayant 5, 6 côtés, ou davantage, au moyen de ce dis- positif ou d'un dispositif judicieusement modifié.
Pour fabriquer des tubes de section transversale prismatique ou ronde, on peut aussi,conformément à l'in- vention, utiliser une matrice en forme de tube, dont le noyau correspondant, également en forme de tube, est découpé en plusieurs parties longitudinales par rapport à la surface extérieure, en même temps qu'un arbre excentré est disposé à l'intérieur de ce noyau, cet arbre comportant autant de cames que le noyau cylindrique creux comporte de parties.
En faisant tourner l'arbre à cames, les segments de cylindre sont pressés de l'intérieur contre la matière à mouler placée dans le moule. On place également, dans ce cas, une ou plusieurs plaques de glissement entre la matière en feuilles et le noyau entaillé pour couvrir les joints.
La surface inclinée de la pièce de glissement de transmission de pression peut être plane, concave ou convexe.
<Desc/Clms Page number 10>
Lorsque cette surface est plane, la décomposition de la force est constante et elle est exclusivement déterminée par l'inclinaison de la surface. Lorsque, par exemple, l'inclinaison est de 45 , la composante horizontale de la pression de compression est égale à la composante ver- ticale ; lorsque l'angle d'inclinaison diminue, la compo- sante horizontale est inférieure à la composante verti- cale et inversement. Toutefois, le rapport des deux composantes reste constant le long de la totalité de la surface. Par contre, lorsque les surfaces sont cour- bes, ce rapport change constamment avec l'inclinaison de la tangente au point de contact entre l'organe de pression ou le poinçon compresseur et la pièce courbe de transmission de pression.
Si l'on choisit, par exemple, une courbe convexe, la pression verticale est maximum au début, puis elle diminue toujours de plus en plus (la pression horizontale augmentant) jusqu'à devenir nulle à la fin du déplacement.
Cette variation de la pression en direction et en grandeur constitue un autre avantage du dispositif conforme à l'invention, car il est désirable, par exemple, que le fond de la boîte soit soumis au début de la compression, à une pression plus forte que les parois. Un peut évidemment aussi obtenir la répartition inverse de pression en prévoyant une courbe concave pour la surface de l'organe de transmission de pression,
<Desc/Clms Page number 11>
pour autant que cela est désirable dans certains cas, par exemple lorsque le fond d'un récipient,qui a la forme d'une Mite, doit être plus comprimé que les, pa- rois, pour obtenir une plus grande résistance.
On peut placer, dans les éléments de noyau, entre les points de contact de l'organe de pression et de l'élément de glissement, d'autres substances moins du- res pour obtenir une transmission de pression élastique et une diminution de la pression spécifique des surfaces.
Dans les dispositifs de compression limités à deux cotés seulement ou ouverts sur deux cotés placés l'un vis-à-vis de 1'autre,et pour des profilés droits symé- triques, on peut, en outrer appliquer l'invention sous forme de procédé continu. On obtient de cette manière, par exemple, des profilés sans fin.
Comme masses de résine artificielle susceptibles de durcir, on emploie, de préférence celles qui ont comme constituants de base des produits résineux de condensation de la formaldéhyde avec le phénol ou avec l'urée, mais on peut évidemment employer, dans un cas déterminé, d'autres résines artificielles obte- nues en partant d'autres constituants de base. Comme masses plastiques à chaud, on emploie, en particulier, des substances artificielles, que l'on obtient par polymérisation de combinaisons organiques non saturées,
<Desc/Clms Page number 12>
comme par exemple des combinaisons du styrolène, de l'isobutylène, du. chlorure vinylique, de l'alcool vinylique, de l'ester d'acide acrylique. On emploie également les dérivés et les homologues de ces com- binaisons.
Comme substance de support pour ces résines artificielles et ces substances artificielles, on peut employer toutes les textures fibreuses, plates, comme par exemple des papiers, des cartons, des feutrages, des couches de matières fibreuses, des tissus ou d'autres couches analogues de matière fibreuse pouvant contenir comme produits de base, tant des fibres organiques que des fibres inorganiques.
On peut procéder de toute manière appropriée à l'assemblage des résines artificielles et substances artificielles plastiques à chaud avec les fibres ou les couches fibreuses.
On a représenté, sur les dessins joints, à titre d'exemple; des dispositifs permettant d'appliquer le procédé conforme à l'invention, ainsi que les produits obtenus.
La figure 1 est une coupe transversale, prise avant la compression, d'un moule de compression pour la fabrication de profilésen U.
La figure 2 est une coupe transversale du moule de compression de la figure 1, prise après la compres- sion du profilé en U.
<Desc/Clms Page number 13>
La figure 3 est une coupe transversale, prise avant la compression, d'un moule de compression pour la fabrication de profilés en T.
La figure 4 est une coupe transversale du moule de compression de la figure 3, prise après la compres- sion du profilé en T.
La figure 5 représente, en coupe transversale, avant la compression; un moule, conforme à celui de la figure 1, muni de dispositifs de transmission de pression comportant des dents en peigne.
La figure 6 est une vue en plan du moule de la figure 5.
La figure 7 est une coupe prise, suivant le moule de la figure 5, après la compression.
La figure 8 est unevue en plan du moule de la figure 7.
La figure 9 représente en plan un moule de compression pour la fabrication de boîtes.
La figure 10 est une coupe prise suivant la ligne AB de la figure 9.
La figure 11 est une coupe transversale, prise avant la compression, d'un moule de compression muni d'un organe de pression trapézoïdale
La figure 12 est une coupe du moule de la figure 11, prise après la compression.
<Desc/Clms Page number 14>
La figure 13 est une coupe transversale, prise avant la compression, d'un moule pour la fabrication de tubes prismatiques.
La figure 14 est une coupe du moule de la figure 13, prise après la compression.
La figure 15 est une coupe transversale, prise avant la compression, d'un moule pour la fabrication de tubes ronds.
La figure 16 est une coupe du moule de la figure 15, prise après la compression.
La figure 17 est une coupe verticale d'un moule de compression pour la fabrication, par exemple, de profilés en U, dans lequel les surfaces de pression obliques sont planes et ont même inclinaison (transmission avec glisse- ment seul).
La figure 18 est un plan du moule de la figure 17.
La figure 19 est une coupe verticale d'un moule de compression, dans lequel les éléments du noyau subdivi- sé sont enfilés sur des éléments de liaison communs, cette coupe étant prise suivant la ligne AB de la figure 20.
La figure 20 est un plan du moule de la figure 19.
Le moule de compression représenté sur les figures 1 & 2 consiste en une matrice, 1, rigide en une seule pièce, dans laquelle on place en forme d'U la substance
<Desc/Clms Page number 15>
en feuilles, 2, et les deux éléments de noyau, 8, qui sont appliqués latéralement directement contre cette substance en feuilles, mais qui sont séparés, au fond de la matrice, de cette substance, par une plaque de glissement, 4. La pression de compression est produite par un cylindre, 5, qui appuie sur les surfaces courbes des éléments de noyau 3.
On voit sur la figure 2 que les éléments de noyau 3 se sont déplacés latéralement, par suite de la diminu- tion de l'épaisseur de paroi du profilé en U terminé, par rapport à celle de la substznce brute mise en place en feuilles. De plus, la plaque de glissement 4 recouvre l'intervalle qui s'est produit entre les éléments de noyau.
Pour le moule représenté sur les figures 3 & 4, on peut employer la même matrice pour fabriquer le profilé en T, en utilisant les mêmes éléments. de noyau, 3, qui, dans ce cas, s'appuient sur la matière en feuil- les 6, placée en forme de T, par deux surfaces planes adjacentes, la pression étant transmise par deux cylin- dres, 7, qui agissent entre la matrice et les surfaces courbes des noyaux, la pression de compression étant par exemple appliquée à ces deux cylindres au moyen d'une plaque commune;non représentée.
La figure 4 représente encore l'élément comprimé, 6',
<Desc/Clms Page number 16>
terminé, ainsi que les éléments de noyau déplacés sur les plaques de glissement 8, qui sont prévues dans l'élément en T; sur les deux côtés de la nervure médiane.
Sur les figures 5 à 8, on emploie, pour fabriquer des profilés en U, 2 & 2', la même matrice 1 et les mêmes cylindres de pression 5. Toutefois les éléments de noyau, 9, sont munis, sur les bords,.,, situés du côté opposé à la direction du mouvement et placés l'un vis-à-vis de l'autre, de saillies et d'encastrements, 10, 11, qui sont en prise avec un certain jeu, comme un peigne ou un engrenage. La pression de est plus régulièrement et plus uniformément transmise sur la surface de glissement 4 par des éléments de noyau.
Le moule, 12, en forme de botte, représenté sur les figures 9 & 10, qui est une modification judi- cieuse du moule des figures 1 à 8, permet de fabriquer des éléments de compression, 13, munis d'un fond et de parois latérales, en employant quatre éléments de noyau, 14, identiques, correspondant au nombre de côtés de la botte 13 et qui sont taillés en biseau ou courbes, vars l'axe de la boîte, de façon à produire un creux limité par des surfaces inclinées, dans lequel une bille, 15, transmet vers les coins de la boite et les parois latérales la force de compression dans quatre directions qui coïncidant avec les diagonales.
Les zones qui se trouvent libérées entre ces éléments 14 pendant l'opéra..
<Desc/Clms Page number 17>
tion de compression sont couvertes par des surfaces de glissement latérales, 16, formées en conséquence et par ,une surface de glissement de fond, 17.
Les figures 11 & 12 représentent la même moule de compression, comprenant une matrice 1 et un noyau 3, avec cette seule différence que la transmission de pres- sion est assurée par le corps en forme de prisme trapé- zoldal, 18. De plus, les surfaces latérales, 19, du prisme correspondant aux éléments de noyau 3, doivent présenter la même que ces derniers. Par contre, la petite surface du prisme trapézoïdal ou surface avant de l'organe de pression est plane et sa largeur est telle que, lorsque la compression est terminée, l'espace qui sépare l'un de l'autre les éléments de est exactement rempli par cette surface avant de l'orga- ne de pression, comme on le voit sur la figure 12.
L'organe de transmission de pression 18 exerce son action, non seulement par l'intermédiaire des deux éléments 3, mais également directement par sa surface avant, 20, sur la feuille de glissement 4.
En employant des éléments de mobiles (voir figures 13 à 16), on peut également fabriquer des tubes, 21, de section transversale prismatique ou des tubes, 22, de section transversale ronde. Dans le premier cas, les éléments de noyau 23 sont limités
<Desc/Clms Page number 18>
sur les côtés externes, par des surfaces planes corres- pondantes à la pièce prismatique désirée et, dans le der- nier cas, les éléments de noyau, 24, sont limités, sur les côtés externes, par des arcs de cercle. De manière corres- pondante, la section transversale de la matrice, 25, pour les tubes prismatiques, est rectangulaire, tandis que la section transversale de la matrice, 2@, pour les tubes cylindriques, est ronde.
Dans les aeux cas, on utilise, pour produire la pression, un arbre, 38, qui traverse le tube, cet arbre comportant autant de cames, 31, qu'il y a d'éléments de noyau. La disposition des cames résul- te du fait que les éléments de noyau sont, dans les deux cas, limitent du côté interne, par des surfaces planes, de sorte qu'il reste dans les coins de ces surfaces un espace pour les parties saillantes des ca- mes. On voit sur les figures 14 & 16 les parois des éléments de noyau 23 et 24 appliquées contre l'arbre de pression par les cames, et la diminution de section transversale correspondante des tubes comprimés 21 & 22.
Dans ce cas, les espaces intermédiaires qui prennent naissance, 27 & 28, sont, ici encore, recouverts par les surfaces de glissement, 29 & 30.
Dans le dispositif représenté sur les figures 17 & 18, les deux éléments de noyau 32, ainsi que l'organe de pression, 33, sont limités par des surfaces planes
<Desc/Clms Page number 19>
ayant même inclinaison, de sorte que la pression de compression est chaque fois répartie sur la totalité des surfàces qui sont en contact; et, par suite, la pression de surface spécifique est plus faible pendant l'opération de compression.
Pour empêcher les éléments de noyau 34 de basculer, ces éléments sont munis de logements, 35, dans lesquels pénètre, exactement, une tige commune,
36, de sorte que les éléments de noyau @ peuvent se déplacer vis-à-vis l'un de l'autre le long de cette tige comme organe de guidage, mais seulement dans une même direction..