FR2501735A1

FR2501735A1 - Fibrous bonded material esp. cellulose based - moulded by stabilising intermediate sheets resiliently mounted in mould

Info

Publication number: FR2501735A1
Application number: FR8104932A
Authority: FR
Inventors: Gunter H Kiss
Original assignee: Lignotock Verfahrenstechnik GmbH
Current assignee: Lignotock Verfahrenstechnik GmbH
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1982-09-17
Also published as: FR2501735B1

Abstract

An appts. for producing mouldings of fibrous materials contg. binding agent, esp. cellulose or lignocellulose materials, operates by application of pressure and/or heat with stabilising intermediate layers transmitting the pressure to the fibrous material. These intermediate layers are entirely or partly supported from the shaping mould or tool in a resilient manner, esp. by supports at points or along lines. The fixing elements for the stabilising intermediate layers may act elastically, in the manner of rubber or visco-elastically. They may be springs, rubber strips or plastics threads. In addition, adjustable pneumatic or hydraulic cylinders may be used. Used typically for the prodn. of woodchip prods. The appts. is intended esp. for prodn. of shapes where sharp changes of section result in a risk of local compression or stretching of the resultant moulded prod. thus weakening it.

Description

L'invention a pour objet un dispositif pour la confection, par déformation spatiale sous pression, de pièces moulées en matières fibreuses non-tisses contenant des liants, de préférence en fibres de cellulose ou de ligno-cellulose, où, sous l'action de la pression et de la chaleur, les forces de moulage d'une moitié au moins de l'outil ou moule sont transmises à la matière fibreuse non-tissée par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs couches intermédiaires stabilisantes de surface, élastiquement déformables, une telle couche étant fixée à un élément de construction qui peut être fixe ou mobile par rapport au moule. The invention relates to a device for making, by spatial deformation under pressure, molded parts of non-woven fibrous materials containing binders, preferably cellulose or lignocellulose fibers, where, under the action of pressure and heat, the molding forces of at least half of the tool or mold are transmitted to the nonwoven fibrous material by means of one or more intermediate stabilizing surface layers, which are elastically deformable , such a layer being fixed to a construction element which can be fixed or movable relative to the mold.

On sait que des pièces moulées peuvent être produites par la déformation de matières fibreuses telles que des copeaux de cellulose contenant un liant, sous l'effet de la compression et de la température, mais lorsque ladite déformation implique des rayons de pliage, même relativement peu importants, on doit s'attendre à ce que la régularité de la translation de la matière audelà de la longueur moyenne des fibres ne soit plus assurée.Pour pallier cet inconvénient, on a fait précéder l'opération de compression proprement dite d'un préformage par un moule de préforme pourvu d'une garniture en caoutchouc qui, agissant comme une surface intermédiaire élastique, permet une meilleure distribution des contraintes de déformation (cf. RTtUDITZ W., S?EGMiNS E. et ERSATZ W,: "Etudes sur la confection possible et les propriétés de pièces moulées simples en copeaux de bois, notamment pour la production de meubles", Cologne et Opladen, 1965, pp. 37 et 38). It is known that molded parts can be produced by the deformation of fibrous materials such as cellulose chips containing a binder, under the effect of compression and temperature, but when said deformation involves bending radii, even relatively few important, it should be expected that the regularity of the translation of the material beyond the average length of the fibers is no longer ensured. To overcome this drawback, the compression operation proper was preceded by a preforming by a preform mold provided with a rubber lining which, acting as an elastic intermediate surface, allows a better distribution of the deformation stresses (cf. RTtUDITZ W., S? EGMiNS E. and ERSATZ W ,: "Studies on the possible manufacture and properties of simple moldings in wood chips, especially for the production of furniture ", Cologne and Opladen, 1965, pp. 37 and 38).

Un développement de cette technique est constitué par un dispositif connu de fabrication de moules de préformage en plaques de ligno-cellulose à fibres imbriquées, grSce à une déformation par paliers successifs à l'aide de moules dont la face active est composée de plusieurs parties mobiles les unes par rapport aux autres, où ces surfaces moulantes partielles d'une moitié au moins du moule agissent ensemble sur une ou plusieurs couches intermédiaires, élastiquement déformables et recouvrant la totalité de ladite moitié de moule, une telle couche superficielle transmettant les forces déformantes sur la plaque de fibres et ladite couche superficielle élastiquement déformable pouvant se présenter, par exemple, sous la forme d'une bande sans fin, soit fixée rigidement, comme un élément d'un cadre, soit mobile par rapport au moule. (DE-OS 27 01 430). A development of this technique consists of a known device for manufacturing preforming molds made of ligno-cellulose sheets with overlapping fibers, thanks to deformation in successive stages using molds whose active face is composed of several moving parts. relative to each other, where these partial molding surfaces of at least half of the mold act together on one or more intermediate layers, elastically deformable and covering the whole of said mold half, such a surface layer transmitting the deforming forces on the fiber plate and said elastically deformable surface layer which may be, for example, in the form of an endless band, either rigidly fixed, as an element of a frame, or movable relative to the mold. (DE-OS 27 01 430).

Ce dispositif connu a permis, d'une manière avantageuse, de mouler par compression des pièces à courbures relativement fortes à partir de matières non-tissées à grande surface, c'està-dire d'ébauches qui ne supportent que de très faibles efforts de traction et de refoulement pendant le processus de compression, sans subir les inconvénients visés ci-dessus. Les efforts d'extension et de refoulement qui apparaissent localement sont absorbés, pour la plus grande partie, par la couche superficielle élastiquement déformable, et sont distribués avant même que les forces de mise en forme ne soient transmises au matériau non-tissé.Toutefois, lorsqu'une telle expansion est assez im- portante, l'élasticité propre de la couche intermédiaire ne suffit plus à rendre ladite extension réversible, de sorte qu'en utilisant à plusieurs reprises ladite couche, -ce qui est sou haitable-pour des raisons de prix de revient, -elle conserve des déformations durables qui en rendent le remploi impossible au bout d'un temps de service relativement bref.En modifiant la nature du matériau qui constitue la couche intermédiaire pour obtenir une plus grande élasticité propre, on n'apporterait qu' un remède partiel, car il reste toujours spécifié que ces couches intermédiaires de stabilisation doivent s'adapter facilement à toutes les configurations spatiales tridimensionnelles souhaitées, même s'il existe des zones d'étirage localement important, et rétablir la géométrie initiale aussi rapidement que possible lorsqu'il y a une déformation résiduelle après une opération de compression, grâce au matériau lui-mme, tandis que l'effet stabilisateur de ladite couche intezmédiaire d'application, c'est-à-dire la distribution superficielle des extensions et des refoulements, doit correspo r,-e sensiblement à la longueur de recouvrement des fibres dans la matière à déformer, afin d'éviter la formation de fissures dangereuses et des amincissements inadmissibles, et ceci n'est possible qu'avec une couche intermédiaire composée d'un matériau dont l'élasticité propre ntest pas trop faible. En d'autres termes, des couches intermédiaires présentant une élasticité d'extension relativement faible permettent bien une distribution locale avantageuse des efforts de cisaillement, etc., sur les zones à contraintes de la plaque fibreuse à déformer, mais l'élasticité des déformations de leur géométrie n'est pas suffisante pour permettre la réutilisation de la même couche intermédiaire dans un grand nombre d'opérations de compression successives. This known device has made it possible, in an advantageous manner, to compression mold parts with relatively strong curvatures from non-woven materials with a large surface, that is to say, blanks which only support very low stresses. traction and repression during the compression process, without suffering the drawbacks mentioned above. The extension and repression forces that appear locally are absorbed, for the most part, by the elastically deformable surface layer, and are distributed even before the shaping forces are transmitted to the nonwoven material. when such an expansion is large enough, the inherent elasticity of the intermediate layer is no longer sufficient to make said extension reversible, so that by repeatedly using said layer, which is desirable, for reasons of cost price, it retains lasting deformations which make it impossible to re-use it after a relatively short service time. By modifying the nature of the material which constitutes the intermediate layer in order to obtain greater own elasticity, would only provide a partial remedy, since it remains always specified that these intermediate stabilization layers must easily adapt to all three-dimensional spatial configurations. desired, even if there are locally large stretch zones, and restore the initial geometry as quickly as possible when there is residual deformation after a compression operation, thanks to the material itself, while the stabilizing effect of said intermediate application layer, that is to say the surface distribution of the extensions and push-backs, must correspond substantially to the covering length of the fibers in the material to be deformed, in order to avoid the formation of dangerous cracks and inadmissible thinning, and this is only possible with an intermediate layer composed of a material whose own elasticity is not too low. In other words, intermediate layers having a relatively low elasticity of extension do indeed allow an advantageous local distribution of the shearing forces, etc., over the stressed zones of the fibrous plate to be deformed, but the elasticity of the deformations of their geometry is not sufficient to allow the reuse of the same intermediate layer in a large number of successive compression operations.

Le mdme inconvénient caractérise un autre dispositif connu (DUOS 27 13 527) où les matières utilisées comme couches stabilisantes ou déformables seraient des tissus ne présentant pas d'élasticité propre décelable. The same drawback characterizes another known device (DUOS 27 13 527) where the materials used as stabilizing or deformable layers would be fabrics having no detectable inherent elasticity.

C'est sur ce point qu'intervient l'invention proposée, qui vise à développer le dispositif cité ci-dessus en le perfectionnant de telle manière qu'il devienne possible d'harmoniser la déformabilité de la plaque non-tissée, dans des conditions optimisées, en écartant le risque d'une extension excessive de ladite couche intermédiaire, ce qui permet d'utiliser répétitivement cette dernière. It is on this point that the proposed invention comes into play, which aims to develop the device mentioned above by perfecting it in such a way that it becomes possible to harmonize the deformability of the nonwoven plate, under conditions optimized, by eliminating the risk of excessive extension of said intermediate layer, which allows the latter to be used repeatedly.

la solution de ce problème est obtenue, selon l'invention, en fixant la couche intermédiaire d'application, en totalité ou en partie sur l'élément de construction au moyen d'organes tendeurs supplémentaires, élastiquement résilients. the solution to this problem is obtained, according to the invention, by fixing the intermediate application layer, in whole or in part to the construction element by means of additional, elastically resilient tensioning members.

Des modes d'exécution et des développements sont décrits ci-dessous, sans qu'il en résulte un caractère limitatif. Modes of execution and developments are described below, without this resulting in a limiting character.

Une telle fixation résiliente de la couche intermédiaire stabilisante présente, en premier lieu, l'avantage de permet tre à cette dernière de suivre les déplacements inhérents à l'a daptation géométrique sans faire appel à son élasticité propre, cette dernière ntintervenant qu'au moment où le processus de compression s'achève. On peut, de ce fait, faire appel à des couches stabilisantes présentant une élasticité propre plus faible, qui reste néanmoins suffisante pour assurer la distribution locale des efforts sur la surface de la matière non-tissée. Il devient alors possible d'employer, pour la fabrication de la couche intermédiaire, des tissus composés de fils présentant une déformabilité élastique propre relativement réduite. Such a resilient fixing of the stabilizing intermediate layer has, first of all, the advantage of allowing the latter to follow the displacements inherent in the geometrical adaptation without calling upon its own elasticity, the latter only intervening at the time where the compression process ends. It is therefore possible to use stabilizing layers having a lower own elasticity, which nevertheless remains sufficient to ensure the local distribution of the forces on the surface of the nonwoven material. It then becomes possible to use, for the manufacture of the intermediate layer, fabrics composed of threads having a relatively low inherent elastic deformability.

Il existe un grand nombre de ces tissus qui, face à la déformabilité de chacune de leurs mailles, permettent une déformation d'ensemble laquelle, en présence d'une répartition superficielle réversible des forces ponctuelles de traction et de refoulement, absorbe dans une large mesure les décalages admissibles de la structure fibreuse du non-tissé. La déformation des mailles du tissu n'est donc sollicitée élastiquement que dans la mesure où, après cessation de le contrainte, ledit tissu reprend sa forme initiale. Or, la déformabilité des tissus, -même par zones locales,- dépend de la nature du tissu, de l'épaisseur des fils et de la configuration des mailles, ce qui permet de l'adapter de façon optimale à la plaque non-tissée et à la déformabilité de cette dernière, grâce aux éléments tendeurs.En effet, si la déformation élastique supportable des mailles du tissu ne suffit pas, la fixation élastiquement résiliente des couches intermédiaires formées dudit tissu permet à ces dernières de remplir de façon optimale leur fonction de couches stabilisantes ou, en d'autres termes, l'extension locale nécessaire est d'abord répartie régulièrement, dans le domaine le plus important, par les éléments tendeurs élastiques supplémentaires, avant que les efforts de moulage ne soient transmis à la plaque de non-tissé par l'intermédiaire de la couche de tissu.La déformation de couches intermédiaires présentant une élasticité propre relativement importante, par exemple de bandes ayant l'élasticité du caoutchouc, peut autre modifiée en choisissant la résilience des éléments tendeurs élastiques de telle manière que l'effort résilient de ces derniers soit, au moins momentanément, inférieur à la force nécessaire pour assurer l'extension élastique de la couche intermédiaire, de manière à bien adapter l'ensemble aux conditions imposées par la nature du non-tissé. There are a large number of these fabrics which, facing the deformability of each of their meshes, allow an overall deformation which, in the presence of a reversible surface distribution of the point forces of traction and repression, absorbs to a large extent allowable shifts in the fibrous structure of the nonwoven. The deformation of the mesh of the fabric is therefore elastically stressed only to the extent that, after the stress has ceased, said fabric returns to its initial shape. However, the deformability of the fabrics, - even in local areas, - depends on the nature of the fabric, the thickness of the threads and the configuration of the stitches, which makes it possible to adapt it optimally to the nonwoven plate. and the deformability of the latter, thanks to the tensioning elements. In fact, if the bearable elastic deformation of the mesh of the fabric is not enough, the elastically resilient fixing of the intermediate layers formed of said fabric allows the latter to fulfill their function optimally. stabilizing layers or, in other words, the necessary local extension is first regularly distributed, in the most important area, by the additional elastic tensioning elements, before the molding forces are transmitted to the plate. nonwoven through the fabric layer. The deformation of intermediate layers having a relatively high own elasticity, for example of bands having the elasticity of rubber, may further modified by choosing the resilience of the elastic tensioning elements in such a way that the resilient force of the latter is, at least momentarily, less than the force necessary to ensure the elastic extension of the intermediate layer, so as to properly adapt the together with the conditions imposed by the nature of the nonwoven.

Les couches intermédiaires stabilisatrices peuvent autre ainsi élastiquement fixées soit à l'-outil de formage ou moule proprement dit, soit à un élément de construction additionnel, la fixation pouvant autre ponctuelle ou linéaire. La couche intermédiaire de surface n'est donc-plus fixée au moule, comme par le passé, directement ou par l'intermédiaire d'un élément solidarisé avec lui, mais au contraire par l'intermédiaire d'éléments tendeurs supplémentaires, présentant eux-mmes des propriétés de résilience élastique. The stabilizing intermediate layers can thus also be elastically fixed either to the forming tool or mold proper, or to an additional construction element, the fixing being able to be punctual or linear. The intermediate surface layer is therefore no longer fixed to the mold, as in the past, directly or via an element integral with it, but on the contrary via additional tensioning elements, presenting them- even elastic resilience properties.

Une réalisation technique simple et avantageuse de ces éléments tendeurs pour la fixation de la couche intermédiaire stabilisante est constituée par des bandes ou cordons en matière élastique ou. visco-élastique, mais elle peut aussi consister en ressorts. Le coefficient d'élasticité ou l'élasticité propre de ces éléments tendeurs est sélectionnable ou bien réglable de telle manière que les efforts de retenue soient faibles sur la couche intermédiaire au début de la déformation, ces efforts augmentant à mesure que le cheminement de la déformation augmente, tandis que, durant celle-ci, la couche se déforme d'abord sans extension propre notable, sa déformabilité propre n'étant mise à contribution que dans la suite du déroulement du moulage. A simple and advantageous technical embodiment of these tensioning elements for fixing the stabilizing intermediate layer consists of bands or cords of elastic material or. visco-elastic, but it can also consist of springs. The coefficient of elasticity or the own elasticity of these tensioning elements is selectable or else adjustable so that the retaining forces are low on the intermediate layer at the start of the deformation, these forces increasing as the path of the deformation increases, while, during this, the layer deforms first without any significant own extension, its own deformability being put to use only in the course of the molding process.

Cette méthode permet d'adapter l'expansion totale d'une couche superficielle de stabilisation, d'élasticité assez considérable, à la longueur de recouvrement des fibres du non-tissé, ou bien de faire appel à des couches intermédiaires présentant de faibles qualités d'élasticité propre. Les efforts maxImaux, exercés par les éléments tendeurs élastiquement résilients sur lesquels la couche intermédiaire est fixée, peuvent alois être choisis de telle manière qu'aucune déformation permanente ne se produise dans ladite couche intermédiaire.This method makes it possible to adapt the total expansion of a stabilizing surface layer, of fairly considerable elasticity, to the covering length of the fibers of the nonwoven, or else to make use of intermediate layers having poor qualities of elasticity. The maximum forces exerted by the elastically resilient tensioning elements on which the intermediate layer is fixed, can then be chosen so that no permanent deformation occurs in said intermediate layer.

Un développement du dispositif, destiné particulièrement à la production de pièces moulées à géométrie complexe impliquant une déformation importante, consiste à rendre réglable la caractéristique de résilience ou d'élasticité des éléments tendeurs qui portent la couche intermédiaire, par exemple à l'aide de vérins pneumatiques ou hydrauliques. A development of the device, intended in particular for the production of molded parts with complex geometry involving significant deformation, consists in making adjustable the resilience or elasticity characteristic of the tensioning elements which carry the intermediate layer, for example by means of jacks pneumatic or hydraulic.

Une autre méthode possible pour assurer un réglage d'adaptation consiste à utiliser, pour la suspension des couches intermédiaires stabilisantes, des éléments tendeurs présentant des caractéristiques d'élasticité différentes. Ainsi par exemple, il peut y avoir intérêt à utiliser des ressorts ayant des constantes d'élasticité différentes, afin de pouvoir mieux adapter les forces de suspension aux particularités locales des éléments du moule. Un effet du même genre peut être obtenu grtce à une répartition différenciée d'éléments tendeurs exerçant des efforts identiques. Another possible method for ensuring an adjustment of adaptation consists in using, for the suspension of the stabilizing intermediate layers, tensioning elements having different elasticity characteristics. Thus for example, it may be advantageous to use springs having different elastic constants, in order to be able to better adapt the suspension forces to the local particularities of the elements of the mold. A similar effect can be obtained thanks to a differentiated distribution of tensioning elements exerting identical forces.

Un mode de réalisation techniquement simple et rationnel pour un grand nombre d'applications dans le domaine du moulage consiste à fixer la couche intermédiaire stabilisante sur les éléments tendeurs élastiquement résilients, tenus par le moule ou par un élément de construction correspondant, selon un montage unidirectionnel, ctest-à-dire élastique uniquement soit dans le sens de la longueur, soit dans celui de la largeur. A technically simple and rational embodiment for a large number of applications in the field of molding consists in fixing the stabilizing intermediate layer on the elastically resilient tensioning elements, held by the mold or by a corresponding construction element, according to a unidirectional mounting. , i.e. elastic only either lengthwise or widthwise.

Lorsque le couche intermédiaire stabilisante est réalisée sous la forme d'une bande sans fin tendue entre deux ou plus de deux cylindres, on obtient une résilience unidirectionnelle de la suspension en fixant élastiquement l'un, au moins, desdits cylindres. L'élasticité de cette fixation peut alors être ré giée soit à l'aide de vérins pneumatiques ou hydrauliques, soit en faisant eftccblen à tE EL' EC moins des cylindres une rotation en sens inverse dont le couple moteur est réglable. When the stabilizing intermediate layer is produced in the form of an endless band stretched between two or more of two cylinders, a unidirectional resilience of the suspension is obtained by elastically fixing at least one of said cylinders. The elasticity of this fixing can then be adjusted either by means of pneumatic or hydraulic cylinders, or by making eftccblen at tE EL 'EC minus the cylinders a rotation in opposite direction whose motor torque is adjustable.

Claims

R DICADIONo

1.- Device for making, by spatial deformation under pressure, molded parts of nonwoven fibrous materials containing binders, preferably cellulose or lignocellulose fibers, where, under the action of pressure and heat , the molding forces of at least half of the tool or mold are transmitted to the nonwoven fibrous material by means of one or more intermediate elastically deformable surface stabilizing layers, such a layer being fixed to a building element which may be other fixed or movable relative to the mold, device characterized in that the intermediate application layer is fixed, in whole or in part, to the building element by means of additional tensioning elements, elastically resilient.

2.- Device according to claim 1, characterized in that the additional tensioning elements are elastic or visco-elastic return members, such as springs, rubber bands or plastic cords.

3.- Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tensioning elements for fixing the intermediate layer have adjustable elasticity or resilience characteristics, in particular thanks to pneumatic or hydraulic cylinders.

4.- Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixing of one and the same intermediate application layer is ensured by tensioning elements having uneven resilience or elasticity.

5.- Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resilient attachment of the intermediate layer acts unidirectionally, either in the direction of the length, or in the direction of the width.

6.- Device according to one of claims 1 to5-, wherein the intermediate layer is an endless band, coupled between two, or more than two, cylinders or pulleys, characterized in that one, at least, of said cylinders or pulleys is mounted resiliently and has a retro-rotation capability with adjustable motor torque.