CH618592A5 - - Google Patents

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CH618592A5
CH618592A5 CH1239977A CH1239977A CH618592A5 CH 618592 A5 CH618592 A5 CH 618592A5 CH 1239977 A CH1239977 A CH 1239977A CH 1239977 A CH1239977 A CH 1239977A CH 618592 A5 CH618592 A5 CH 618592A5
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CH
Switzerland
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section
matrix
female
grooves
stiffened
Prior art date
Application number
CH1239977A
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English (en)
Inventor
Harold B Macdonald
Original Assignee
Taylor Thomas And Sons Inc
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Description

L'invention a pour objet un procédé pour rigidifier un tronçon d'un élément souple en matière fibreuse pouvant être rigidifiée et durcie par application d'une pression et de chaleur.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé dans la formation de bouts de lacets.
Le procédé et l'appareil qui font l'objet de cette invention sont définis dans les revendications indépendantes 1 et 7.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:
la fig. 1 est une élévation partielle d'un élément d'une certaine longueur, placé dans un outil au moyen duquel un tronçon de cet élément peut être comprimé et rendu rigide;
la fig. 2 est une élévation montrant l'élément après qu'il a été comprimé et rendu rigide;
la fig. 3 est une élévation de l'élément de la fig. 2 coupé entre les extrémités du tronçon comprimé et rigidifié;
la fig. 4 est une élévation partielle, à échelle agrandie, de l'outil destiné à comprimer et rigidifier les éléments, cette figure montrant également schématiquement un dispositif destiné à amener des longueurs successives d'éléments à une position dans laquelle ces longueurs sont soumises à l'action de l'outil;
la fig. 5 est une vue en plan de la matrice de l'outil;
la fig. 6 est une élévation du poinçon de l'outil;
la flg. 6A est une vue en plan montrant la cavité de moulage constituée par les gorges du poinçon et de la matrice;
la fig. 7 est une élévation partielle, à échelle agrandie, d'une variante des surfaces de travail du poinçon et de la matrice;
la fig. 8 est une coupe transversale d'un tronçon rigidifié de lacet obtenu avec l'outil représenté sur la fig. 7 ;
la fig. 9 est une vue en plan d'une structure à fils multiples réalisée selon l'invention;
la fig. 10 est une vue en plan d'une partie d'un tissu pour panier à structure ouverte, réalisé selon l'invention;
la fig. 11 est une vue en plan d'ime partie d'une structure ouverte constituée de fils non tissés, et les fig. 12,13 et 14 sont des vues schématiques en plan de parties des matrices utilisées pour la fabrication des structures représentées sur les fig. 9,10 et 11, les poinçons présentant des formes correspondantes leur permettant de s'enclencher avec ces matrices.
Les fig. 2 et 3 représentent un élément 10 d'une certaine longueur, dont un tronçon 12 présente une section droite réduite et comprimée de manière à être rendue rigide ou semi-rigide. Ce tronçon réduit, rigide ou semi-rigide 12 est obtenu par mise en place de l'élément 10, alors qu'il présente une section droite uniforme, entre un poinçon 14 et une matrice 16, puis par chauffage et compression de l'élément 10 sous l'application de vibrations sonores ou ultrasonores. Un chauffage supplémentaire, inférieur à la température de fusion, peut également être réalisé par chauffage électrique de la matrice. Après compression et refroidissement pour former le tronçon rigide 12, ce dernier est divisé, entre ses extrémités (fig. 3), par un dispositif convenable, de manière à produire des longueurs successives 10a ayant chacune à ses extrémités opposées un embout rigide 12a.
L'appareil destiné à exécuter les opérations indiquées ci-dessus comprend, comme mentionné précédemment, un poinçon 14 et une matrice 16 représentés schématiquement sur la fig. 1 et représentés plus en détail, dans une forme de réalisation, sur les fig. 4 à 6A. La matrice 16 comprend un bloc rigide 18 en alliage d'acier, dont les angles présentent des orifices 20 de forme oblongue et dont la surface supérieure comporte un plateau 22 présentant une gorge concave longitudinale 24 dont la surface du pont peut avoir un fini spéculaire. Le plateau 22 présente, comme montré, un trou longitudinal 26a passant sous le fond de la gorge 24 et destiné à recevoir une cartouche chauffante 28 au moyen de laquelle la matrice peut être portée à une température comprise entre 65 et 260° C, suivant la température de fusion de la matière à traiter. Un trou 26b peut être réalisé transversalement à la gorge, le cas échéant. Le chauffage supplémentaire de la matrice n'est pas toujours indispensable.
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Le poinçon 14 comprend un bloc 30 qui comporte un nez effilé 32 dont l'extrémité inférieure porte une lame 34 ayant une longueur correspondant à celle de la gorge 24 et une épaisseur correspondant également à celle de la gorge 24, de manière à pouvoir se loger télescopiquement dans cette dernière. Le bord libre de la lame présente une gorge concave 35 dont la courbure correspond à celle de la gorge 24. Le bord de la lame peut, le cas échéant, être moleté ou strié, ou les deux, suivant la matière traitée et la forme donnée à cette matière. L'extrémité supérieure du bloc 30 présente un trou taraudé au moyen duquel ce bloc peut être fixé à un vibrateur 38, de préférence un vibrateur ultrasonore qui, lui-même, est monté sur une pièce 40 au moyen de laquelle il peut être élevé et abaissé par rapport à la matrice afin de faire pénétrer la lame dans la gorge 24 et de l'en faire sortir. Dans le cas où un vibrateur ultrasonore est mis en œuvre, il doit pouvoir produire des vibrations à des fréquences comprises entre 20000 et 100000 Hz. Lors de l'application des vibrations ultrasonores, la lame 34 est abaissée dans la gorge 24 afin d'exercer sur la matière à traiter une pression d'environ 1,05 bar.
Les gorges 24 et 35 sont conçues pour former ensemble un évidement ou une cavité C de moulage, à peu près parabolique (fig. 6A) dans laquelle la pièce à traiter est introduite, comprimée et soumise aux vibrations ultrasonores, ces dernières étant concentrées vers le centre géométrique de la section droite donnée à cette pièce par les parties du moule, comme représenté sur la fig. 6A.
Pour obtenir une structure rigide, il est nécessaire de régler avec précision la température afin que les fibres de résine et/ou la résine des fibres traitées fondent et adhèrent ou se lient par coales-cence de manière à former une structure sensiblement homogène ou hétérogène, sans fluage ou fusion sensible, car dans ce dernier cas, en raison des caractéristiques de mémoire de la résine synthétique, cette dernière tend à présenter ime séparation globulaire. Le chauffage par ultrasons est particulièrement avantageux, car il peut être réglé avec suffisamment de précision pour porter la température au point de fusion sans passer à l'état liquide. De plus, ce mode de chauffage permet de concentrer par réflexion les sons au centre géométrique de la section droite de la pièce, de sorte que le chauffage peut se produire du centre de la pièce vers l'extérieur, ce qui évite tout brûlage de la surface exposée de la pièce ou tout échauffement excessif du centre, comme c'est le cas d'un chauffage réalisé par l'extérieur à l'aide d'outils chauffés électriquement.
Une roue 42, montée à proximité de l'outil et représentée schématiquement sur la fig. 4, tourne dans le sens indiqué par la flèche de manière à amener des longueurs successives de pièces à traiter dans la gorge 24 lorsque le poinçon est élevé au-dessus de cette dernière. Cette roue 42 peut être de conception classique et du type couramment utilisé dans les machines de formation d'embouts de lacets, par exemple dans la machine produite par la firme Artos Engineering, Milwaukee, Etats-Unis d'Amérique.
Les pièces, en'plus d'être soumises à la résonance ultrasonore et à la pression du poinçon, ainsi qu'à la chaleur de la matrice, sont soumises à des vibrations de ladite matrice qui oscille dans un plan perpendiculaire à la direction de la résonance ultrasonore, sous la commande d'un vibrateur 44 auquel le bloc 18 est fixé par des boulons 46 passant dans des trous 20.
Comme représenté sur les fig. 4, 5, 6 et 6A, les gorges 24 et 35 forment ensemble une ouverture de section parabolique. Il peut être souhaitable d'augmenter la rigidité de l'élément en modifiant sa section droite à l'état comprimé par la présence de gorges longitudinales. Ce résultat peut être obtenu en modifiant la forme des gorges 24 et 35 de manière que leur fond comporte des nervures 48 et 50 qui, lorsque le poinçon est fermé sur la matrice, n'entrent pas en contact l'une avec l'autre. Ces nervures forment dans le tronçon comprimé du lacet des gorges longitudinales 12b, comme représenté sur la fig. 8, dont l'effet est d'augmenter la rigidité du tronçon comprimé. Les gorges de l'outil peuvent avoir d'autres profils en section droite. Cependant, l'effet de concentration produit par la forme parabolique est préféré.
Dans le procédé pour rigidifier les extrémités de lacets de chaussures afin de produire les bouts de ces lacets, comme décrit ci-dessus, les fibres des fils constitutifs du lacet sont soudées entre elles. Par conséquent, le procédé selon l'invention convient également au soudage de fils de structure à fils multiples, de manière à donner à ces structures des dimensions stables, comme représenté sur les fig. 9 à 14. La fig. 9 représente une structure 60 comprenant un fil 62 et un fil 64 pouvant être constitués chacun d'un seul brin ou de plusieurs brins reliés les uns aux autres par le procédé selon l'invention, de manière à former des tronçons rigides 66, espacés longitudinalement et délimitant entre eux des tronçons 68 non reliés. Les fils 62 et 64 des tronçons rigides peuvent être parallèles, comme c'est le cas du tronçon 66, ou bien torsadés, comme c'est le cas du tronçon 70.
La fig. 10 représente une partie de tissu à structure ouverte, par exemple de tissu en panier comprenant des fils croisés 72 et 74. Les dimensions de cette structure sont rendues stables par liaison des fils à leurs points de croisement, comme représenté en 76, à l'aide du procédé décrit ci-dessus.
Ce procédé permet également d'obtenir une structure telle que celle représentée sur la fig. 11 et dans laquelle les fils 78 ne sont pas reliés les uns aux autres, mais sont dans une disposition prédéterminée dans laquelle des tronçons à peu près parallèles 80, très rapprochés, sont soudés entre eux pour former une structure à dimensions stables.
Les fig. 11,12 et 13 représentent schématiquement des matrices de forme convenable, permettant le soudage des structures décrites précédemment. Il est évident que les poinçons présentent des formes correspondantes leur permettant d'être enclenchés avec les matrices.
Le fil constituant le lacet ou toute autre structure doit évidemment être réalisé dans une substance pouvant être comprimée et rendue rigide par application de pression et de chaleur, puis par refroidissement. Des matières synthétiques telles que le Nylon sont largement utilisées pour la production de lacets de chaussures et conviennent au traitement décrit ci-dessus en permettant de former sur les lacets de chaussures des bouts rigides ou semi-rigides à leurs extrémités opposées. Des bouts rigides peuvent également être obtenus en mélangeant avec des fibres naturelles, telles que le coton et la laine, des fibres de Nylon dans la proportion d'environ 35% de fibres naturelles et 65% de fibres synthétiques. Ces dernières peuvent être utilisées sous la forme d'une âme recouverte de fibres naturelles et/ou sous la forme d'un revêtement et, lorsqu'elles sont traitées par le procédé décrit ci-dessus, les fibres synthétiques tendent à se dilater et s'expanser dans le revêtement ou l'âme qu'elles imprègnent donc totalement.
Le procédé peut également être mis en œuvre pour le traitement de matières autres que les matières textiles, par exemple des fibres de papier, de cuir et autres, mélangées avec des fibres de résine synthétique telles que le Nylon, le polypropylène, les polyesters, etc.
Des modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.
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2 feuilles dessins

Claims (13)

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1. Procédé pour rigidifier un tronçon d'un élément allongé souple en matière fibreuse, pouvant être rigidifiée et durcie par application d'une pression et de chaleur, caractérisé en ce que l'on soumet le tronçon à rigidifier, alors qu'il est confiné dans une matrice dont la section transversale correspond à celle que doit recevoir le tronçon à rigidifier, à des vibrations sonores ou ultrasonores dans un plan diamétral à l'axe du tronçon et simultanément à des oscillations perpendiculaires audit plan diamétral, afin de ramollir les fibres et les lier ensemble.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on focalise des vibrations ultrasonores dans l'axe longitudinal du tronçon à rigidifier.
2
REVENDICATIONS
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la matrice à une température comprise entre 65 et 455° C.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'application des vibrations, on soumet le tronçon à une pression de 1,05 bar.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme des rainures longitudinales dans le tronçon traité.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet le tronçon à des vibrations ultrasonores de manière à provoquer la coalescence des fibres dans ledit tronçon à une température inférieure à la température de fusion, on interrompt l'application des vibrations et oscillations et on laisse refroidir la structure.
7. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, dans la formation de bouts de lacets, caractérisé en ce qu'il comprend des matrices mâle et femelle, la matrice femelle présentant une rainure concave allongée dont la longueur correspond à celle de la partie à traiter et la matrice mâle comprenant une lame destinée à pénétrer dans la rainure concave de la matrice femelle, l'extrémité avant de cette lame présentant une rainure concave dont le rayon de courbure correspond à celui du fond de la rainure de la matrice femelle, des moyens pour appliquer des vibrations ultrasonores à la matrice mâle lorsqu'elle est engagée avec la rainure concave de la matrice femelle, cela dans un plan diamétral déterminé, et des moyens pour appliquer simultanément des oscillations à la matrice femelle, dans un plan perpendiculaire audit plan déterminé.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de chauffage de la matrice femelle.
9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à supporter la matrice femelle de manière qu'elle puisse osciller dans un plan perpendiculaire à la direction des vibrations ultrasonores.
10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface du fond de la gorge d'au moins l'une des matrices présente un fini spéculaire.
11. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fonds des gorges des matrices présentent des nervures longitudinales faisant saillie vers l'intérieur.
12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les nervures ont une hauteur inférieure à la moitié de la profondeur des gorges.
13. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les gorges forment ensemble une cavité à peu près parabolique dont le foyer est situé sensiblement au centre de la section droite de la cavité.
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