FR2845309A1 - Moule de thermoformage, comprenant un dispositif de maintien du flan a thermoformer - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un moule (1) pour le thermoformage d'un flan (2), du type comprenant une matrice (3) et un poinçon (4) mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte et une position fermée, ledit moule (1) comprenant un dispositif de maintien du flan (2) qui est prévu à la périphérie du moule (1) de sorte à maintenir le flan (2) sur au moins deux de ses côtés opposés, ledit dispositif de maintien comprenant deux organes de pressage respectivement supérieur (5) et inférieur (6) qui sont déplaçables réciproquement entre une première position, dans laquelle ils sont éloignés l'un de l'autre, et une deuxième position, dans laquelle ils sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour serrer la périphérie du flan (2), et au moins une pince (7) agencée pour venir se loger dans des logements (8) prévus dans les organes de pressage (5, 6).L'invention a également pour objet un procédé de thermoformage d'un flan utilisant un tel moule, et un tapis d'habitacle de véhicule automobile comprenant un flan thermoformé par un tel procédé.
Description
i L'invention concerne un moule pour le thermoformage d'un flan, ainsi
qu'un procédé de thermoformage d'un flan utilisant ce moule, et un tapis d'habitacle
de véhicule automobile comprenant un tel flan.
Pour obtenir un tapis destiné à l'habitacle d'un véhicule automobile, on utilise généralement un flan, comprenant un matériau polymère thermoplastique, qui est apte à être mis en forme à chaud. Ce flan est mis en forme par thermoformage, puis est associé à une couche faisant office de ressort, telle
qu'une couche de mousse ou de feutre, afin de former la pièce finale.
Pour mettre en oeuvre le procédé de thermoformage de façon optimale, il est nécessaire de maintenir fermement le flan autour du moule de thermoformage, afin d'éviter toute déformation non souhaitée de la matière. A cet effet, il est connu de placer le flan sur un dispositif périphérique de maintien tel qu'un cadre 15 à picots, éventuellement associé à des pinces de maintien.
De tels picots pénètrent dans le flan à la périphérie de celui-ci, sur une zone de largeur suffisamment importante pour permettre un maintien efficace. Lors du thermoformage, cette zone périphérique comprenant les picots doit 20 nécessairement être laissée à l'extérieur du moule.
En outre, lors d'une éventuelle étape ultérieure de moussage, pour l'obtention d'une couche de ressort, la zone périphérique du flan thermoformé doit également être maintenue à l'extérieur du moule, car elle comprend alors des 25 orifices à travers lesquels la mousse serait susceptible de passer de manière
non souhaitée.
De tels dispositifs de maintien présentent donc l'inconvénient de détériorer la périphérie du flan, ce qui rend cette zone inutilisable pour l'application 30 souhaitée. Il est donc indispensable de couper et jeter cette zone du tapis, ce
qui conduit à des pertes de matière importantes.
Pour remédier à cet inconvénient, et par conséquent réduire les cots liés à l'emploi de tels dispositifs de maintien, l'invention propose un moule pour le thermoformage d'un flan, comprenant un dispositif de maintien de la périphérie du flan agencé pour limiter au maximum les pertes de matière, et ce sans s détériorer ladite périphérie, ce qui permet de la laisser en l'état sur le tapis.
Ce dispositif présente en outre l'avantage d'assurer un maintien optimal du flan avant la fermeture *du moule, de sorte que, lors de la fermeture, la zone périphérique ne puisse pas glisser à l'intérieur de la cavité de moulage. Cela 10 conduirait en effet à des déformations du flan gênantes pour sa mise en forme.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un moule pour le thermoformage d'un flan, du type comprenant une matrice et un poinçon mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte, permettant la 15 disposition du flan à l'intérieur du moule, et une position fermée dans laquelle une cavité de moulage est formée entre la matrice et le poinçon, ledit moule comprenant un dispositif de maintien du flan qui est prévu à la périphérie du moule de sorte à maintenir le flan sur au moins deux de ses côtés opposés, ledit dispositif de maintien comprenant deux organes de pressage 20 respectivement inférieur et supérieur qui sont déplaçables réciproquement par des moyens d'actionnement entre une première position, dans laquelle ils sont éloignés l'un de l'autre, et une deuxième position, dans laquelle ils sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour serrer la périphérie du flan, et au moins une pince destinée à venir saisir le flan au niveau de sa périphérie, ladite 25 pince étant agencée pour venir se loger dans un logement prévu dans les organes de pressage, de sorte que les zones de contact entre le flan et le
dispositif de maintien forment plan de joint lors du thermoformage.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de thermoformage 30 d'un flan utilisant un tel moule, comprenant les étapes successives suivantes: - disposition d'un flan dans le moule ouvert; - saisie de la périphérie du flan à l'aide des pinces; - déplacement réciproque des organes de pressage inférieur et supérieur depuis leur première vers leur deuxième position, les pinces venant se loger dans les logements prévus à cet effet; - fermeture du moule de sorte à thermoformer le flan; démoulage du flan thermoformé.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un tapis d'habitacle de véhicule automobile, comprenant un flan thermoformé par un tel procédé, ledit flan comprenant une couche de matériau thermoformable et une couche de io revêtement textile.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la
description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un moule selon l'invention, montrant selon un premier mode de réalisation les organes de pressage et une pince maintenant un flan, le moule étant en position ouverte; - les figures 2a et 2b sont des vues schématiques en coupe d'une partie du moule selon l'invention, montrant selon un deuxième mode de réalisation les organes de pressage maintenant un flan, le moule étant respectivement en position ouverte et en position fermée, - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une pince faisant partie du dispositif de maintien, selon un mode de réalisation; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un organe de pressage supérieur montrant un logement pour la pince de la figure 3, 30 ainsi que des moyens d'accrochage de la périphérie du flan; - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un organe de pressage inférieur montrant le logement complémentaire du logement de
la figure 4, ainsi que des moyens d'accrochage de la périphérie du flan.
Le moule 1 selon l'invention, représenté sur les figures 1 et 2, est destiné au thermoformage d'un flan 2, ce flan 2 étant par exemple utilisé pour réaliser des
tapis d'habitacle de véhicule automobile.
Ce moule 1 comprend une matrice 3 et un poinçon 4 mobiles l'un par rapport à 10 l'autre. En position ouverte, la matrice 3 et le poinçon 4 sont suffisamment
éloignés l'un de l'autre pour permettre l'introduction et la disposition d'un flan 2 à l'intérieur du moule 1. Et, en position fermée, c'est-àdire lorsque la matrice 3 et le poinçon 4 sont rapprochés l'un de l'autre, une cavité de moulage est formée entre ces deux éléments 3, 4, de sorte à permettre la mise en forme du 15 flan 2 par thermoformage.
On rappelle que le procédé de thermoformage consiste typiquement à chauffer le flan 2 jusqu'à sa température de transformation, à disposer le flan 2 à l'intérieur du moule 1, à conformer le flan 2 par rapprochement relatif du 20 poinçon 4 et de la matrice 3, à refroidir le flan 2 thermoformé puis à le démouler. Le moule 1 selon l'invention comprend un dispositif de maintien du flan 2, pour maintenir fermement celui-ci au cours du thermoformage. Ce dispositif est 25 prévu à la périphérie du moule 1, de sorte à maintenir le flan 2 sur au moins
deux de ses côtés opposés.
Dans les modes de réalisation représentés, le dispositif maintient le flan 2 sur deux de ses côtés opposés. Les figures 1 et 2 montrent une première partie du 30 dispositif, maintenant un des côtés du flan, la deuxième partie du dispositif étant
symétrique à la première par rapport au centre du moule 1.
Le dispositif de maintien représenté sur les figures 1 et 2 comprend deux organes de pressage respectivement supérieur 5 et inférieur 6. Ces organes 5, 6 sont déplaçables réciproquement par des moyens d'actionnement entre deux positions: une première position dans laquelle ils sont éloignés l'un de l'autre, 5 et une deuxième position dans laquelle ils sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour serrer la périphérie du flan 2. Sur les modes de réalisation représentés, ces organes de pressage 5, 6 sont formés de plaques métalliques actionnables sous une pression suffisante pour pouvoir exercer efficacement
leur fonction de maintien.
Le dispositif de maintien comprend également au moins une pince 7 agencée pour venir se loger dans des logements 8 prévus dans les organes de pressage , 6, et destinée à venir saisir la périphérie du flan 2. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, cette pince 7 comprend deux mâchoires 9, 10 respectivement supérieure et inférieure, dont les extrémités 11 destinées à saisir le flan sont orientées vers l'intérieur du moule 1. Chaque extrémité 11 est formée d'une partie plate associée à la mâchoire 9, 10, de sorte à être actionnée par elle. Les parties plates sont de largeur plus 20 importante, et font saillie respectivement vers le bas pour la mâchoire
supérieure 9, et vers le haut pour la mâchoire inférieure 10.
Selon ce mode de réalisation, la mâchoire inférieure 10 est mobile en rotation par rapport à la mâchoire supérieure 9 au moyen d'une came 12 insérée dans 25 une fente 13 de la paroi de ladite mâchoire inférieure 10, cette fente 13 formant
chemin de came.
Le logements 8 des organes de pressage 5, 6 destinés à recevoir la ou les pinces 7, une fois fermée(s), est formé de deux évidements 14 prévus dans 30 l'épaisseur des parois desdits organes 5, 6.
L'évidement 14 de l'organe de pressage supérieur 5 comprend, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, deux zones: une première zone 15, dont la profondeur est prévue pour recevoir la mâchoire supérieure 9 de la pince 7, et une deuxième zone 16 de profondeur moindre, dans laquelle vient
se loger l'extrémité 11 de la mâchoire supérieure 9.
L'évidement 14 de l'organe de pressage inférieur 6 comprend, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5, une première zone 23 dont la profondeur est prévue pour loger la mâchoire inférieure 10, et une deuxième zone 24, de profondeur moindre, destinée à loger l'extrémité 11 de la mâchoire inférieure 10. Chaque pince 7 est donc destinée à venir se loger dans un logement 8, respectivement dans un évidement 14 de l'organe supérieur 5 pour la mâchoire supérieure 9, et dans l'évidement 14 complémentaire de l'organe inférieur 6
pour la mâchoire inférieure 10.
Le nombre de pinces 7 utilisé est fonction de la taille du flan 2 à thermoformer.
Par exemple, pour le thermoformage d'un flan destiné à un tapis d'habitacle de véhicule automobile, il peut être prévu quatre pinces 7 équiréparties sur toute la longueur des organes de pressage 5, 6, et donc 4 logements 8 destinés 20 respectivement à les recevoir.
Le moule 1 selon l'invention est agencé pour que les zones de contact 17 entre le flan 2 et le dispositif de maintien forment plan de joint lors du thermoformage.
En effet, ces zones 17 sont prévues pour être en continuité avec le plan de joint 25 18 du moule 1 lorsque celui-ci est en position fermée. Ainsi, lors du thermoformage, le dispositif de maintien forme avec le reste du moule 1 un ensemble compact, et maintient le flan 2 sur une zone périphérique de largeur
minimale, ce qui permet de limiter les pertes de matière.
Selon un mode de réalisation, représenté sur la figure 1, l'organe de pressage inférieur 6 est intégré à la matrice 3 du moule 1, de telle sorte que seul l'organe de pressage supérieur 5 soit mobile et se déplace pour se rapprocher dudit
organe inférieur 6.
Selon un autre mode de réalisation, représenté sur les figures 2a et 2b, les deux organes 5, 6 sont tous les deux mobiles, et sont donc déplaçables
indépendamment l'un de l'autre.
Selon une variante non représentée, il est possible de prévoir, dans les parois du moule 1, des logements adaptés à ces organes 5, 6, ces logements comprenant des orifices permettant de laisser passer les moyens
d'actionnement de leur déplacement.
Les moyens d'actionnement du déplacement du ou des organes sont par exemple formés de vérins 19, comme représenté schématiquement sur les
figures 1 et 2.
Pour améliorer le maintien du flan 2, les surfaces 20 des organes de pressage , 6 et de la (ou des) pince(s) 7 qui sont destinées à être en contact avec la
périphérie du flan 2 comprennent des moyens d'accrochage.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'accrochage de l'organe de 20 pressage supérieur 5 et de la mâchoire supérieure 9 de la (ou des) pince(s) 7
sont formés d'une gorge 21 s'étendant sur toute la longueur dudit organe 5 et de l'extrémité 11 de ladite mâchoire 9, et les moyens d'accrochage de l'organe de pressage inférieur 6 et de la mâchoire inférieure 10 de la (ou des) pince(s) 7 sont formés d'une saillie 22 s'étendant sur toute la longueur dudit organe 6 et 25 de l'extrémité 11 de ladite mâchoire 10.
En particulier, la gorge 21 est de forme tronconique (voir figure 4) la saillie 22
correspondante étant de forme complémentaire.
Ainsi, lors du thermoformage, lorsque le moule 1 est fermé, les moyens d'accrochage de la pince 7 disposée dans le logement 8 correspondant, viennent en continuité avec les moyens d'accrochage des organes supérieur 5 et inférieur 6. La saillie continue 22 est donc disposée dans la gorge continue 21, la périphérie du flan 2 étant maintenue fermement entre ladite gorge 21 et
ladite saillie 22.
On décrit à présent, selon un mode de réalisation, les étapes d'un procédé de thermoformage d'un flan 2 utilisant un tel moule 1. Le flan 2 est tout d'abord transporté jusqu'à une zone de chauffage à l'aide d'un premier jeu de pinces qui permettent de maintenir la périphérie du flan 2 pendant le transport de celui-ci. Le flan est alors amené jusqu'à sa température 10 de transformation. Il est ensuite transporté jusqu'au moule de thermoformage 1,
toujours à l'aide du premier jeu de pinces.
Les pinces 7 du dispositif de maintien se substituent ensuite au premier jeu de pinces pour maintenir le flan 2, la périphérie de celui-ci étant tendue de façon 15 optimale.
Puis les moyens d'actionnement des organes de pressage 5, 6 sont mis en fonctionnement, de sorte à permettre le déplacement réciproque desdits
organes 5, 6 depuis leur première vers leur deuxième position.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2a et 2b, l'organe supérieur 5, placé du côté du poinçon 4, est déplacé vers le bas, c'est-àdire vers la matrice 3 du moule 1, et l'organe inférieur 6, placé du côté de la matrice
3, est déplacé vers le haut, c'est-à-dire vers le poinçon 4.
Au cours de ce déplacement, les pinces 7 viennent se loger dans les logements
8 des organes 5, 6 prévus à cet effet.
Lorsque les organes de pressage 5, 6 sont dans leur deuxième position, c'est30 à-dire lorsqu'ils serrent le flan 2 de façon optimale, l'ensemble du dispositif constitué par les organes de pressage 5, 6 et les pinces 7 descend jusqu'au niveau du plan de joint 18 du moule 1. Ainsi, avant la fermeture du moule 1, le flan 2 est déplacé au moyen du dispositif de maintien contre la cavité de
moulage, sa périphérie étant maintenue de façon optimale par ledit dispositif.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, dans lequel seul l'organe 5 supérieur 5 est mobile, le serrage de la périphérie du flan 2 s'effectue par descente de l'organe supérieur 5 contre l'organe inférieur 6, ledit organe
inférieur 6 étant intégré à la matrice 3.
Dans un exemple particulier, dans lequel un flan 2 destiné à un tapis d'habitacle 10 de véhicule automobile est formé, chaque organe de pressage 5, 6 de longueur
sensiblement égale à 1,5 mètres exerce sur le flan 2 une pression de l'ordre de 300 kg, et les moyens d'accrochage respectivement des organes 5, 6 et des pinces 7 ont une largeur de 50 mm. Cet agencement permet de maintenir fermement la périphérie du flan 2 sans glissement de celle-ci à l'intérieur du 15 moule 1.
En outre, on peut prévoir, sur certaines zones de la périphérie du flan 2, la présence de pinces supplémentaires agencées pour contribuer au maintien du flan 2 lors du thermoformage. Ces pinces sont par exemple prévues sur les 20 zones planes de la périphérie du flan 2 qui ne sont pas en contact avec le dispositif de maintien, dans le cas notamment o ledit dispositif n'est présent que sur deux côtés opposés du moule 1. Elles peuvent être prévues également sur les zones courbes de ladite périphérie, dans le cas o le plan de joint 18
possède une surface de géométrie complexe.
Puis le moule 1 est fermé de sorte à assurer le thermoformage du flan 2, les organes de pressage 5, 6 étant alors disposés contre les parois externes transversales du moule 1, dans le cas o ces deux organes 5, 6 sont mobiles (figure 2b). Et, une fois thermoformé, le flan 2 est démoulé pour obtenir la pièce 30 finale.
Après démoulage, le flan 2 comprend alors, de par les présence des moyens d'accrochage du dispositif de maintien, une rainure sur au moins une partie de sa périphérie, cette rainure n'étant pas gênante lors d'éventuelles étapes ultérieures de moussage de la pièce finale. Et, lors de l'utilisation ultérieure du flan, sa périphérie ne nécessite pas de détourage puisqu'elle n'est pas
détériorée comme c'est le cas avec des picots.
Comme précisé précédemment, cette pièce peut être un tapis d'habitacle de
véhicule automobile.
Dans ce cas, le flan 2 comprend une couche de matériau thermoformable, telle 10 qu'une couche de matériau polymère thermoplastique, associée à une couche
de revêtement textile.
Le polymère thermoplastique peut être du type EPDM (éthylènepropylènediène monomère) ou PVC, et la couche textile est par exemple une couche de 15 non-tissé, de type polyester ou mélange polyester/polypropylène.
Le tapis peut comprendre en outre, associé au flan 2, un support notamment en mousse ou en feutre. A cet effet, le flan 2, une fois thermoformé, est associé à la couche de support, de sorte à obtenir un tapis d'habitacle possédant à la fois 20 une fonction esthétique et une fonction d'isolation acoustique.
Claims (9)
1. Moule (1) pour le thermoformage d'un flan (2), du type comprenant une matrice (3) et un poinçon (4) mobiles l'un par rapport à l'autre entre une 5 position ouverte, permettant la disposition du flan (2) à l'intérieur du moule (1), et une position fermée dans laquelle une cavité de moulage est formée entre la matrice (3) et le poinçon (4), ledit moule (1) comprenant un dispositif de maintien du flan (2) qui est prévu à la périphérie du moule (1) de sorte à maintenir le flan (2) sur au moins deux de ses côtés opposés, caractérisé en 10 ce que le dispositif de maintien comprend deux organes de pressage respectivement supérieur (5) et inférieur (6) qui sont déplaçables réciproquement par des moyens d'actionnement entre une première position, dans laquelle ils sont éloignés l'un de l'autre, et une deuxième positionn, dans laquelle ils sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour 15 serrer la périphérie du flan (2), et au moins une pince (7) destinée à venir saisir le flan (2) au niveau de sa périphérie, ladite pince (7) étant agencée pour venir se loger dans un logement (8) prévu dans les organes de pressage (5, 6), de sorte que les zones de contact (17) entre le flan (2) et le
dispositif de maintien forment plan de joint lors du thermoformage.
2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces (20) des organes de pressage (5, 6) et de la pince (7) qui sont destinés à être en contact avec la périphérie du flan (2) comprennent des moyens d'accrochage.
3. Moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage de l'organe supérieur (5) et de la mâchoire supérieure (9) de la (ou des) pince(s) (7) sont formés d'une gorge (21), les moyens d'accrochage de l'organe inférieur (6) et de la mâchoire inférieure (10) de la 30 (ou des) pince(s) (7) étant formés d'une saillie (22), de sorte que, lors du thermoformage, la saillie (22) soit disposée dans la gorge (21) de façon
sensiblement continue.
4. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe
inférieur (6) est intégré à la matrice (3) du moule (1).
5. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux 5 organes (5, 6) sont déplaçables indépendamment l'un de l'autre et sont
disposés, lors du thermoformage, contre les parois transversales externes
du moule (1).
6. Procédé de thermoformage d'un flan (2) utilisant un moule selon l'une des
revendications 1 à 5, comprenant les étapes successives suivantes:
- disposition d'un flan (2) dans le moule (1) ouvert; - saisie de la périphérie du flan (2) à l'aide des pinces (7); - déplacement réciproque des organes de pressage supérieur (5) et inférieur (6) depuis leur première vers leur deuxième position, les pinces (7) venant 15 se loger dans les logements (8) prévus à cet effet; - fermeture du moule (1) de sorte à thermoformer le flan (2);
- démoulage du flan (2) thermoformé.
7. Procédé selon la revendication 6 lorsqu'elle ne dépend pas de la 20 revendication 4, caractérisé en ce que, avant la fermeture du moule (1), le flan (2) est déplacé au moyen du dispositif de maintien contre la cavité de moulage.
8. Tapis d'habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend 25 un flan (2) thermoformé par un procédé selon l'une des revendications 6 ou
7, ledit flan (2) comprenant une couche de matériau thermoformable et une
couche de revêtement textile.
9. Tapis selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, 30 associé au flan (2), un support notamment en mousse ou en feutre.
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- 2002-10-02 FR FR0212200A patent/FR2845309B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| US11254042B2 (en) | 2015-10-07 | 2022-02-22 | Centre Technique Des Industries Mecaniques | Thermoforming assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2845309B1 (fr) | 2006-04-28 |
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