La présente invention concerne un procédé et dispositif de pressage destiné à appliquer une
pression sur un ensemble de pièces préalablement encollées et affichées, c'est-à-dire de pièces
préalablement mises en contact pour leur donner une fixation ou une cohésion provisoire dans la
position qu'elles doivent occuper définitivement après mises en pression.
De manière connue, l'assemblage par collage d'une semelle sur la tige d'une chaussure consiste en
fait à réaliser une opération de soudage puisqu'il s'agit d'un assemblage voulu comme définitif au
moyen d'une colle subissant des transformations chimiques ou physiques, telles que cristallisation,
vulcanisation à froid, etc..., qui donnent une forte adhérence. Afin d'obtenir une force de cohésion
élevée entre les pièces, la fixation définitive se fait ensuite par application de pression.
L'assemblage par collage s'effectue donc par :
- un encollage en étendant de la colle en couche régulière sur la surface des pièces concernées,
- un affichage en donnant une fixation provisoire des pièces entre elles,
- et un pressage en appliquant une pression sur l'ensemble des pièces préalablement encollées et
affichées.
Cette dernière opération de pressage s'effectue généralement avec des éléments que l'on appelle
communément des coussins de presse à souder. ces derniers consistent en des éléments élastiques
gonflables par un fluide (air, eau, etc...), ou constitués d'un bloc ou de lames de caoutchouc ou d'un
matériau viscoélastique équivalent. Ils sont destinés à transmettre et à répartir la pression nécessaire
à l'opération de soudage sur les pièces encollées et affichées de la chaussure.
Les différents procédés de pressage connus de ce type consistent à déplacer au moins un coussin
de presse, ou la paroi de celui-ci s'il est du type gonflable, contre les pièces à presser de la chaussure
et/ou, inversement, à déplacer ces dernières contre au moins un coussin de presse. S'agissant de
pièces telles que la semelle et la tige, les coussins de presse connus présentent donc toujours un profil
que l'on peut qualifier de "profil ouvert", c'est-à-dire qu'il englobe soit une partie des flancs des pièces à
assembler, soit la totalité des flancs avec la semelle consécutivement à son déplacement relatif,
unidirectionnel par rapport à ces pièces. L'objectif est en fait d'assurer une continuité de la pression
sur le contour latéral de la semelle et de la tige en même temps que leur mise en pression verticale, et
cela sans variation notable de la pression, surtout à l'endroit des parties du contour qui sont placées
en retrait. Pour atteindre cet objectif les principaux procédés de pressage connus mettent en oeuvre
soit plusieurs coussins qui sont associés ou non à des organes de maintien des pièces à assembler et
qui agissent latéralement sur le contour de celles-ci, la pression verticale étant assurée par des
moyens indépendants, soit un seul coussin apte à agir sur les flancs de la semelle et de la tige,
simultanément à sa mise en pression verticalement sur ces dernières, par déformation élastique de sa
paroi à la fois dans le sens vertical et dans le sens horizontal.
Comme cela ressort à l'évidence, quel que soit le procédé utilisé, de nombreuses difficultés se
posent pour l'application et la régulation de la pression de soudage car soit il y a plusieurs sources de
mise en pression orientées verticalement et horizontalement, soit une seule source mais dont la
dispersion sur les pièces de la chaussure est irrégulière puisque tributaire de la déformation élastique
de la paroi du coussin de presse dans deux directions différentes.
A titre d'exemple, les principaux dispositifs connus sont représentés schématiquement sur le dessin
annexé où l'on voit, successivement :
- sur la figure 1, vu de dessus, un dispositif comportant un appui avant 1 et un appui arrière 2, par
exemple des mâchoires de maintien, et des coussins de presse gonflables 3, qui assurent un pressage
latéral des pièces 7 et 9 de la chaussure,
- sur la figure 2, vu en élévation, un dispositif comparable à celui décrit dans la demande de brevet
FR 2 731 327 ; selon ce dispositif, on utilise d'un côté un type de coussin de presse gonflable 4 du type
dénommé couramment "cloche à membrane", et de l'autre côté un support de maintien 5 des pièces 7
et 9 de la chaussure,
- sur la figure 3, vu en élévation, un dispositif utilisant un coussin de presse 6 constitué d'un bloc
élastiquement déformable ou viscoélastique sur lequel les pièces 7 et 9 sont pressées par
l'intermédiaire du support de maintien 8 sur lequel elles sont montées. Un dispositif de ce type est
notamment décrit dans le brevet US 4 145 785,
- sur la figure 4, vu de dessus, un dispositif employant deux coussins de presse gonflables 10 et 11,
comportant deux membranes que l'on met sous pression d'eau pour serrer latéralement les pièces 7 et
9 de la chaussure.
Comme cela est schématiquement représenté, ces divers dispositifs appliquent sur les pièces 7 et 9
de la chaussure, par l'intermédiaire des coussins de presse, des forces de pressage qui sont
principalement dirigées de manière unidirectionnelle, et c'est la déformation élastique du et/ou des
coussins de presse qui permet de répartir une partie de ces forces sur le contour latéral des pièces
dans des directions divergentes ; ces modes de mise en pression des pièces, utilisant principalement un
seul coussin de presse, ont pour conséquence de créer des variations de pressions notables voire
importantes sur les parties de contour qui sont placées en retrait, transversalement à la direction
principale des forces de pressage. Il en résulte une adhésion souvent insuffisante des films adhésifs
déposés lors de l'encollage des pièces rendant le collage peu fiable.
Dans le cas des modes de mise en pression mettant en oeuvre de plusieurs coussins de presse
présentant une grande capacité à se déformer élastiquement, ainsi qu'un profil ouvert de côté dirigé
vers les pièces à mettre sous pression afin d'entourer de manière continue le contour des pièces 7, 9, à
assembler, il s'ensuit la formation de zones de raccord, de plans de joint, de surépaisseurs,...etc.
Ces problèmes se posent d'une manière générale déjà vis à vis des chaussures montées-soudées
comportant une semelle souple, mais ils sont encore amplifiés sur les chaussures de sport et/ou de
loisirs qui sont dotées de semelles en forme de cuvette, c'est-à-dire de semelles présentant à leur
périphérie des bords relevés qui sont destinés à protéger les flancs des chaussures de l'abrasion par
frottement. En effet, dans ces chaussures, le matériau constitutif de la semelle-cuvette étant
généralement moins rigide, les forces de pressage latérales exercées par le et/ou les coussins de
presse sur le contour des bords relevés de la semelle-cuvette doivent être relativement élevées et
constantes pour assurer la cohérence du joint. Cette exigence est en fait essentielle lorsqu'il s'agit, par
exemple, de chaussures d'alpinisme où la semelle-cuvette est constituée, pour une majeure partie, de
matière plastique très rigide destinée à permettre le montage des crampons à glace. En tout état de
cause, il n'a pas encore pu être mis au point de procédé industriel permettant d'obtenir un collage
satisfaisant d'une semelle-cuvette rigide avec une tige.
A titre indicatif, il est repéré sur les figures 1 à 4 illustrant les différents procédés connus les
diverses zones typiques de raccords, de plans de joint, de surépaisseurs,...etc, et/ou les zones où la
pression exercée sur les pièces 7, 9, à assembler par collage est nulle ou très faible, et donc
insuffisante pour l'assemblage d'une semelle rigide.
Dans l'exemple du procédé de la figure 1, ce sont des zones de raccords 12 qui apparaissent entre
les mâchoires 1, 2, et les coussins de presse 3.
Dans l'exemple du procédé de la figure 2, ce sont des zones de faible pression 13 latéralement à la
semelle 9 et à la tige 7 qui se révèlent à l'endroit des parties du contour de ces pièces placées en
retrait de la direction principale des forces de pressage.
Dans l'exemple du procédé de la figure 3, il s'agit également de zones de faible pression 13,
latéralement à la semelle 9 et à la tige 7, du côté 6' où le coussin de presse 6 est libre de se déformer
par réaction à la force de pressage verticale appliquée sur les pièces 7, 9, de la chaussure.
Dans l'exemple du procédé de la figure 4, ce sont des plans de joint 14 qui se forment aux
extrémités de la semelle 9 et de la tige 7 à l'endroit où les coussins de presse 10 et 11 se rejoignent
pour ceinturer le contour de ces pièces.
Les procédés de pressage connus se révèlent donc peu fiables pour réaliser l'assemblage par
collage d'une semelle avec une tige, malgré une préparation précise et minutieuse de ces dernières car
il existe toujours des zones de raccord, et posent des problèmes pour l'application et la régulation de la
pression de soudage, surtout lorsqu'il s'agit de semelle-cuvette rigide car il existe toujours des zones de
raccord où la pression exercée est nulle ou très faible.
Le procédé selon l'invention se propose de remédier à ces différents inconvénients de manière
simple et efficace, en garantissant une continuité de la pression sur le contour des pièces à assembler
en évitant les zones de raccord. Le procédé propose également d'exercer une pression sensiblement
constante et dirigée perpendiculairement sur le contour des pièces à assembler à partir d'une source
unique et unidirectionnelle d'application de la pression et qui est diffusée de manière régulière sur ces
dernières par l'intermédiaire d'un corps viscoélastique sur lequel elle est appliquée.
Pour atteindre ces buts, le procédé de pressage pour assembler par collage des pièces d'une
chaussure préalablement encollées et affichées, soit une semelle avec une tige de chaussure, consiste
à appliquer une pression sensiblement constante dirigée perpendiculairement sur le contour des pièces à
assembler par l'intermédiaire d'un corps déformable élastiquement mais sensiblement non compressible
entourant de façon continu ledit contour. Le procédé consiste également à contraindre le corps
déformable uniquement dans la direction d'application de la pression ce qui évite une dispersion
aléatoire de cette dernière. Selon une caractéristique, le procédé met en oeuvre une pièce mobile rigide
qui emprisonne le corps déformable dans un caisson rigide. A ces fins le dispositif de pressage
comporte un coussin de presse constitué en un matériau viscoélastique et se caractérise par le fait
qu'il met en oeuvre un seul coussin de presse qui se présente sous la forme d'un anneau dont
l'évidement central affecte approximativement le contour des pièces à assembler par collage,
l'évidement étant sensiblement plus grand que ledit contour des pièces. L'évidement du coussin
constitue en fait une enveloppe continue sur le contour des pièces à assembler et confère au coussin
de presse un profil "fermé". Le dispositif se caractérise également par le fait que l'anneau s'emboíte
extérieurement dans un caisson rigide, ouvert du côté où l'on introduit les pièces à assembler et au
fond duquel il prend appui. Avantageusement, le fond du caisson rigide est recouvert d'un élément
viscoélastique ou rigide destiné à stabiliser et à maintenir les pièces à assembler dans une position
préférentielle. Cet élément peut notamment être approximativement conforme à la forme de la pièce
de la chaussure qui prend appui dessus, par exemple à la forme de la semelle Un couvercle rigide
épousant sensiblement la forme de l'anneau de coussin de presse et s'ajustant extérieurement au
contour intérieur du caisson est placé sur l'anneau du coussin de presse ainsi pris en sandwich entre le
fond du caisson et le couvercle.
Selon une autre caractéristique, le procédé utilise un système de mise sous pression unidirectionnel
qui agit perpendiculairement sur le couvercle rigide pour provoquer son déplacement vers le fond du
caisson en appliquant une force F supérieure à celle résistante de l'anneau viscoélastique qui se
déforme latéralement, par réaction d'appui sur le fond et les parois du caisson, au niveau de son
évidement central en se resserrant sur les pièces de la chaussure à assembler.
Avantageusement, un moyen de mise sous pression, coopérant avec le système de mise sous
pression, agit verticalement sur les pièces à assembler de la chaussure en appliquant une force F1
destinée à les maintenir pendant l'application de la force F du système de mise sous pression sur le
couvercle rigide.
Selon un mode de réalisation, le moyen de mise sous pression qui agit verticalement sur les pièces à
assembler, d'une part, est actionné par le système de mise sous pression qui agit sur le couvercle
rigide, et d'autre part, comporte un régulateur destiné à maintenir constante la pression qu'il exerce
sur les pièces de la chaussure quel que soit le déplacement provoqué du couvercle et/ou la valeur de la
force F exercée sur ce dernier. Il est bien entendu que la force F1 est, dans ce cas, plus faible que la
force F du système de mise sous pression.
Selon un mode préféré de réalisation, l'anneau viscoélastique du coussin de presse est revêtu d'une
membrane extensible et résistante, et est obtenu en un matériau viscoélastique tel qu'un silicone.
Afin d'assurer une répartition de la pression sur tout le contour de la semelle et de la tige, même s'il
s'agit d'une semelle du type en forme de cuvette, l'anneau viscoélastique est obtenu avec une hauteur
initiale H relativement plus grande que celle h de la semelle, pour une valeur a. Cette valeur a est
proportionnelle à l'écrasement vertical que doit subir l'anneau viscoélastique sous l'effet de la force F
sur le couvercle rigide pour que son évidement central s'applique en pression, perpendiculairement à la
direction de ladite force F, sur le contour de la semelle en restant à une hauteur h' correspondant au
moins à celle h de la semelle, qu'elle soit "classique" ou en forme de "cuvette".
L'invention sera du reste mieux comprise en se reportant à la description qui va suivre en
référence aux dessins schématiques annexés montrant, à titre d'exemple, un mode de réalisation du
procédé de pressage.
Les figures 5 et 6 représentent schématiquement le procédé de pressage en position initiale après
chargement des pièces de la chaussure à assembler par collage, la figure 5 étant une vue en élévation
du procédé selon une coupe suivant la ligne V-V de la figure 6, et la figure 6 étant une vue de dessus.
Les figures 7 et 8 représentent le procédé de pressage des figures 5 et 6 en position de mise en
pression réalisant l'opération de soudage des pièces à assembler par collage.
Le procédé de pressage illustré sur les figures 5 à 8 met en oeuvre un dispositif de pressage 50
comportant un caisson rigide 51, un couvercle rigide 52, un coussin de presse viscoélastique 53, et un
système de mise en pression 54 du coussin 53 auquel est associé un moyen de mise en pression 55 qui
agit verticalement sur les pièces 56 et 57 de la chaussure qui sont à assembler, soit la semelle 56 et la
tige 57. Le coussin de presse viscoélastique 53, obtenu en caoutchouc, silicone,...etc, se présente sous
la forme d'un anneau qui est enfermé dans le caisson 51, son contour extérieur 53' épousant
étroitement le contour intérieur 51' dudit caisson 51. Ce coussin de presse en forme d'anneau 53
comporte un évidement central 63 qui affecte, en plus grand, approximativement le contour extérieur
de la semelle 56 et le la tige 57, une forme équivalente à celle de l'anneau 53 étant donnée au
couvercle rigide 52 qui prend appui dessus. Cet évidement central 63 constitue en fait la solution pour
obtenir une continuité d'application de pression sur le contour des pièces 56, 57, et confère au coussin
de presse 53 un profil fermé plus grand que le contour desdites pièces à assembler. Ainsi, la semelle 56
et la tige 57, préalablement encollées puis affichées, peuvent être introduites dans l'évidement 63
lorsque le dispositif de pressage 50 est en position initiale tel qu'illustré sur les figures 5 et 6, la semelle
56 étant directement en appui contre le fond 61 du caisson rigide 51. Il va de soi, comme exposé
précédemment, qu'un élément d'appui peut être placé sur le fond du caisson 51 pour stabiliser et
maintenir la semelle 56 dans une position préférentielle, cet élément pouvant être rigide ou
viscoélastique, et/ou conformé approximativement à la forme de la semelle 56.
A partir de cette position, on applique dans un premier temps une force F1 sur le moyen de mise
sous pression 55 qui agit verticalement sur les pièces 56 et 57 ainsi maintenues en place sur le fond 61
du caisson 51 et à l'intérieur de l'évidement 63 du coussin de presse 53. Dans un deuxième temps, tel
qu'illustré sur les figures 7 et 8, on applique une force F verticalement sur le couvercle rigide 52 qui est
supérieure à la force résistante du coussin de presse 53 de manière à provoquer sa déformation
élastique du seul côté où il n'est pas bloqué, c'est-à-dire du côté de son évidement 63. Comme le
coussin ne se déforme que du côté de son évidement 63, c'est-à-dire en direction radiale par rapport à
celui-ci et la chaussure, la force F appliquée par le couvercle rigide 52 est appliquée intégralement par
le coussin sur les côtés de la chaussure sans portes du côté du fond et du couvercle ; de la sorte la
pression de collage obtenue est beaucoup plus constante et donc plus fiable. La force F est réglée en
fonction de la déformabilité élastique de l'anneau du coussin de presse 53 et de l'espace à combler
entre l'évidement 63 et le contour des pièces 56 et 57 pour obtenir sur celui-ci une pression
relativement élevée, égale et continue, propre à assurer un joint cohérent et donc un bon blocage. Dans
ce but, l'anneau viscoélastique du coussin de presse 53 est obtenu avec une hauteur initiale H
relativement plus grande que celle h de la semelle 56, avec une différence d'au moins une valeur a.
Cette valeur a correspond à l'écrasement vertical que subit l'anneau viscoélastique sous l'effet de la
force F sur le couvercle rigide 52 pour s'appliquer en pression, par son évidement 63, sur le contour des
pièces 56 et 57 étant entendu qu'en position écrasé, l'anneau viscoélastique du coussin de presse 53
reste à une hauteur h' correspondant au moins à celle h de la semelle, qu'elle soit classique ou à
cuvette. Par ces différentes dispositions l'anneau viscoélastique du coussin de presse 53 se déforme
par conséquence au niveau de son évidement central 63 dans une seule direction sensiblement
perpendiculaire à la direction de la force F du système de mise sous pression 54.
Selon un détail de réalisation de l'invention, le moyen de mise sous pression 55 est pourvu d'un
régulateur de pression 65 destiné à maintenir constante la force F1 qu'il exerce verticalement sur les
pièces 56 et 57, pour le maintenir en appui contre le fond du caisson et éviter leur soulèvement dans
l'effet de la force F.
Selon ce mode préféré de réalisation représenté aux figures 5 à 8, le système de mise sous
pression 54 qui agit sur le couvercle rigide 52 actionne également le moyen de mise sous pression 55.
Ce dernier étant équipé d'un régulateur de pression 65, la force F1 qu'il exerce sur les pièces 56 et 57
reste constante quels que soient le déplacement provoqué du couvercle, donc l'écrasement de l'anneau
viscoélastique du coussin 53, et la valeur de la force F. Le procédé ainsi mis en oeuvre utilise une seule
source de mise sous pression dont l'effet de pressage est dirigé dans une seule direction.
Avantageusement, l'anneau viscoélastique est, d'une part, revêtu d'une membrane extensible et
résistante, et d'autre part, est obtenu en un matériau viscoélastique tel qu'un silicone qui est
particulièrement apte à se déformer sans former de plis.
Il est bien entendu que la forme extérieure de l'anneau du coussin de presse 53 et celle intérieure 51'
conjuguée du caisson 51 ne sont pas limitées à celles décrites et illustrées ; elles peuvent notamment
être circulaires, ovales, triangulaires, quadrangulaires,...etc. Concernant l'évidement central 63, ce
dernier peut également avoir des formes diverses plus ou moins ajustées au contour des pièces à
assembler qui peuvent être différentes d'une semelle 56 et d'une tige 57.
Enfin, les points d'application 54 et 55 des forces F et F1, représentés schématiquement sur les
figures 4 à 8, peuvent être situés par rapport aux pièces 56 et 57 de la chaussure et au couvercle
rigide 52 en tout autres endroits que ceux indiqués.