Brevet FR2059604A1 — publié le 19710604

La présente invention a pour objet tin procédé pour.impré-. gner des articles ou pièces, notamment des bobinages électriques, au moyen de masses durcissables de résine coulée contenant des charges ; l'opération s'effectue dans un moule de coulée, dans 5 lequel on introduit sous pression la masse de résine et on la soumet à l'action d'une pression complémentaire Jusqu'à son durcissement ; pour obtenir la pression, on fait tourner le moule autour d'un axe extérieur à l'enceinte qu'il délimite..: Le procédé est caractérisé par le fait qu'on utilise une masse de résine 10 coulée ayant une forte réactivité et pouvant être démoulée à l'état durci après 1 à 60 ma, qu'on chauffe au préalable le moule et l'article ou pièce qu'il contient à une température qui déclenche la réaction de durcissement et qu'on choisit pour la température d'alimentation de la masse de résine une valeur en °C inférieure 15 d'au moins'10 fâ à la température du moule. Le procédé selon l'invention permet d'effectuer des imprégnations irréprochables avec des durées minimales d'occupation du moule. Le procédé de l'invention présente également l'avantage de pouvoir traiter des masses de résine coulée ayant une 20 teneur en charges'très élevée et d'obtenir des imprégnations irréprochables. L'utilisation de compositions "résine-durcisseur" à durcissement rapide permet de plus d'éviter une sédimentation notable. Bien entendu il faut que la grosseur des grains de la • charge soit inférieure à la dimension des pores de la pièce à 25 imprégner. L'invention concerne également un dispositif.de mise en oeuvre du nouveau procédé. 0e dispositif comprend un réservoir pouvant tourner autour d'un axe et contenant la masse de résine % on peut raccorder à ce réservoir un ou plus d'un moule de coulée 30 tournant à la même vitesse ; ce dispositif est caractérisé par le fait que l'ensemble réservoir tournant, moules de coulée et système de communication entre ce réservoir et les moules est constitué par deux éléments qu'on peut serrer l'un contre 1'autre de manière étanche pour former des évi&ements f ces éléments peu-35 vent être-des plateaux ; 1'évidement.du réservoir est situé dans la zone centrale et les évidements prévus pour former ou recevoir les moules sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de rotation autour de 1 ' évidente rit du réservoir et sont reliés à ce der 70 30663 -2 2059604 nier par des canaux» " ■ D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin annexé, sur lequel : • . . . 5 ' 'là figure 1 représente un exemple du mode, de construction ; global du dispositif de l'invention, en vue de. côté, . la figure 2 est une coupe suivant II-IIà travers l'élé-, ment 1 de la figure 1, et . . . .... la figure 3 est une coupe suivant III-^IXl à-,travers l'élé-1Q ment 1 'de la figure 1. ... _ . Dans l'exemple de construction considéré, l'élément 1 de la figure 1 renferme le réservoir .tournant et les mouies de,coulée. Cet élément est monté solidairement sur un arbre 2, dont la vitesse est réglable et qui peut tourner dans un bâti 3. l'élément 1, en 15 tournant^ traverse un dispositif de chauffage formé pai* un brûleur â gaz 4» Selon les figures 2 et 3,-l'élément. 1 (figure 1) est constitué par deux plateaux 5a et 5b réciproquement symétriques, qu'on peut serrer ensemble de manière étanche au moyen, des vis 7 20 dans une position déterminée par des boulons de blocage 6. les deux plateaux 5a et 5b portent dans leur partie centrale des évi-dements 8a et 8b. A la périphérie de chaque évidement central 8a et 8b, il existe sur chaque plateau d'autres évidements, dans lesquels sont encastrées les moitiés de moule 9a, 10a et 9b, 10b ; 25 deux moitiés de moule constituent un moule complet (9. ou 10) lorsque les plateaux sont serrés l'un contre l'autre, les, évide-ments centraux 8a et 8b des disques 5a et 5b forment une chambre 8 lorsque les plateaux sont serrés l'un contre l'autre ; cette chambre peut recevoir de l'extérieur par un alésage 11 une masse 30 de résine' et/où -peut être mise en communication avec une source de pression. Chacun, des moules de coulée 9, 10 communique avec la chambre 8 par l'intermédiaire d'au moins un canal Î2„. - . - Bahs-1fexemple de construction considéré, les deux éléments, qui forment le réservoir, pour la. masse de coulée lorsqu'ils 35 * sont-' serrés" l'un contre 1,'autre et qui contiennent les moules sont 'dés-plateaux circulaires . (5a. et 5b), qui peuvent .tourner autour d'un âxe horisontal. (2). Bien entendu, les deux- éléments peuvent avoir une autre forme et/çu ils peuvent tourner autour d'un axe vertical. Selon la figure les moules de -coulée sont des pièces 40 incorporées (moitiés de moules 9a/-9b? 10a/10b). Dans cer-tains .cas, 70 30663 3 2059604 on supprime ces pièces incorporées, et les évidements peuvent avoir une forme leur permettant de recevoir directement les articles à imprégner. Il est essentiel, pour des moules de coulée symétriques par rapport à un axe, que les axes des moules soient 5 au moins approximativement perpendiculaires à l'axe de rotation (2) du dispositif. Cette condition permet d'assurer que 1'imprégnation n'entraîne aucun balourd dynamique (par rapport à lraxe de symétrie), ce qui e.st indispensable pour l'imprégnation de rotors électriques. 10 La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description non limitative et des exemples qui vont suivre et du dessin annexé. Les disques 5a, 5b étant encore séparés, on introduit d'abord les articles*ou pièces à imprégner dans les moules 9, 15 10 etc... (figure 2), et on serre les plateaux l'un contre l'autre. La fixation du disque 5b sur l'arbre de commande 2 peut se faire avant ou-après le serrage. Après avoir serré les plateaux 5a et 5b et les avoir fixés sur l'arbre de commande 2 (figure 1), on les fait tourner, le brûleur à gaz 4 étant allumé, au moyen de 20 la commande d1 entraînement jusqu'à ce qu'on ait atteint la température voulue du moule. On charge ensuite dans la chambre 8, par l'alésage 11, la quantité de résine nécessaire à l'imprégnation. Pour ce chargement, on peut arrêter- la rotation et le chauffage pendant un court laps de temps ; mais l'opération s'effectue de 25 préférence avec rotation et chauffage continus. Les forces centrifuges créé3s par la rotation font passer la masse de résine, par les canaux 12, de la chambre 8 dans les moules de coulée ou sur les articles à imprégner. Pour obtenir la pression complémentaire nécessaire, on a avantage à poursuivre la rotation jusqu'au dur-30 cissement de la masse de résine. Mais il est également possible de l'arrêter auparavant et de produire la pression complémentaire au moyen d'une source de pression à travers l'alésage 11. Dans les exemples non limitatifs ci-après, les parties s'entendent, sauf indication contraire, en poids et les tempéra-35 tures en degrés centigrades. Les quatre exemples décrits concernent l'imprégnation de rotors de machines électriques au moyen du dispositif représenté schématiquement sur le dessin. EXEËPLE 1 On part de 750 parties d'une résine d'éther polyglyci-40 dylique solide à la température ambiante et ayant une teneur en ' 70 30663 4 2059604 groupes époxy correspondant à 2,6 tqjal valent s époxy/kg cette résine est préparée par réaction de 1'épichlorhydrine sur le bis-(4-hydroxyphénol) diméthylméthane en présence d'un agent alcalin ; on la mélange à 120.-130°C avec 2500 parties de charge minérale 5 connue sous la dénomination commerciale de "Farine de quartz K 8"; on dégaze ensuite le mélange sous le vide de la trompe à eau. Après addition de 225 parties d'anhydride phtaliques de 10 parties d'anhydride méthyltétrahydrophtalique isomérisé, de 0,33 à 0,66 partie de benzyldiméthyla.mine et de 0?39 à 0 partie de titaaate 10 de tétrabutyle, on soumet encore une fois le mélange au vide pendant un court laps de temps0 On introduit la masse de coulée ainsi obtenue à l20-130°G dans la chambre 8 du dispositif chauffé à 160°C au voisinage des moules, conformément au dessin,, aveG une vitesse de rotation de 15 500 t/mn. 10 mn après on peut déjà arrêter la rotation et démouler® EXEMPLE 2 On part de 640 parties d'une résine d'éther polyglycidyllique liquide.à la température ambiante et ayant une teneur en groupes époxy correspondant à 5,4 équivalents époxy/kg et une 20 viscosité de 10.000 cP environ, mesurée à 25°0 : cette résine est préparée par réaction de 11épichlorhydrine sur le bis(4-hydroxy-phényl) diméthylméthane ; on la mélange à 40-50°C avec 160 parties de phtalate/dibutyle et 1.200 parties d'oxyde d'aluminium trihy- ' draté connu sous la dénomination commerciale DT 080 (0ÏBA). On 25 dégaze ensuite le produit sous le vide de la trompe à eau, et on le mélange à 60 parties de triéthylènetétramine utilisée comme durcisseur j on soumet à nouveau le mélange au vide pendant un court laps de temps. On introduit le mélange de résine ainsi obtenu à une 30 température de 40-50°C dans la chambre 8 du dispositif, réchauffé à 90°G au voisinage des moules, conformément au dessin, avec une vitesse de rotation de 300 t/mn. 10 mn après, on peut arrêter la rotation et démouler« EXEMPLE 3 ' 35 On part de 375 parties d'un ester diglycidylique de l'acide 3,4-tétrahydrophtalique liquide à la température ambiante et ayant une teneur en groupes époxy correspondant à 6,3 - 0,3 équivalents époxy/kg et une viscosité à 25°C de 450 à 550 cP | on ajoute-à cette résine à 80-90°C 375 parties- d'anhydride hexa-40 hydrophtalique utilisé comme durcisseur et 1650 parties d© l'o 70 30663 5 2059604 xyde d'aluminium trihydraté utilisé dans l'exemple 2 comme charge, puis on dégaze le mélange pendant 10 mn sous le vide le la trompe à eau. On ajoute ensuite comme accélérateur 23 parties drun mélange constitué par 21 parties d'un alcoolate de sodium, préparé 5 par dissolution de 0,82 partie de sodium métaïLiîme à 120°C dans 100 parties de 2,4-dihydroxy~3-hydroxyTaéthylpentane9 et par 2 parties de benzyldiméthylamine j on dégage le produit pendant un court laps de temps sous le vide de la trompe à eaur et on l'introduit à une température de 80-90°G dans la chambre 8 du dispositif 10 chauffé à 137°C au voisinage des moules-, conformément au dessin5 avec une vitesse de rotation de 300 t/mnffl 5 mn après on peut déjà arrêter la rotation et démouler. EZEKPEB 4 On part de 350 parties d'un 3-(38, 4,-époxyeyclohexyl-15 2,4-dioxaspiro-(5,5)-9,10}-époxyundécane liquide à la température ambiante et ayant une teneur en groupes époxy correspondant à 6,2 équivalents époxy/kg et une viscosité à 25°C de 200.000 cP j on ajoute à cette résine à 85-=95°0 330 parties d'anhydride hexa= hydrophtalique utilisé comme durcisseur et 1500 parties de l'oxyde 20 d'aluminium trihydraté utilisé dans l'exemple 2 5 on mélange les produits. On ai otite ensuite 21 parties de l'accélérateur de l'exemple 3 et on coule la masse dans le moule décrit dans l'exemple 1 qui est chauffé à 140°C ? on daroit la produit sous une pression complémentaire de 1 kg/cm2, 25 On introduit la masse de coulée ainsi, obtenue à une tem pérature de 80°0 dans la chambre du dispositif chauffée à 150°G au voisinage des moules, conformément au dessin, avec une vitesse de rotation de 300 t/mn® On arrête la rotation immédiatement après la fin du chargement, et on applique à l'orifice de remplissage 30 une surpression de 1 kg/cm2 environs 10 se. aprèss on peut déjà couper la surpression et démouler~ les imprégnations obtenues selon les exemples 1 à 4 sont à tous égards irréprochables ? elles ne présentent en particulier aucune cavité décelable0 BAD ORIGINAL J 70 30663 6 2059604 BEVBIïDIOATIOHS 1. Procédé pour imprégner des articles ou pièces, tels que des bobinages électriques, au moyen dé masses de résine coulée durcissables contenant des charges, dans un moule de coulée, dans 5 lequel on introduit sous pression la masse de résine et on la soumet à l'action d'un pression complémentaire jusqufà son durcissement, la pression étant obtenue par la rotation du moule autour d'un axe extérieur à l'enceinte qu'il délimite, caractérisé par le fait qu'on utilise une masse de résine coulée ayant une forte 10 réactivité et pouvant être démoulée à l'état durci après 1 à 60 mn, qu'on chauffe au préalable le moule et l'article quTil contient à une température qui déclenche la réaction de durcissement et qufon choisit pour- la température d'alimentation de la' masse de résine, mesurée en °G, une valeur inférieure d'au moins 10 % '15 à la température du moule. 2c Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moules de coulée, qui sont essentiellement symétriques par rapport à l'axe du système9 ont une disposition telle que leurs • axes de symétrie soient perpendiculaires à l'axe de rotation. 20 3* Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la reven dication 1, comprenant un réservoir tournant contenant la masse de résine, auquel on peut raccorder un ou plus d'un moules de coulée tournant à la même vitesse, caractérisé par le fait que l'ensemble réservoir tournant, moules de coulée et système de com-25 munication entre ledit réservoir et lesdits moules est constitué par deux éléments, tels que des plateaux qu'on peut serrer l'un contre l'autre de manière étanche pour former des évidements, 1!évidement du réservoir étant situé dans la zone centrale et les évidements prévus pour former ou recevoir les moules étant dis-30 posés symétriquement par rapport à l'axe de rotation autour dudit évidement du réservoir et reliés à ce dernier par des canaux® 4. Dispositif selon la revendication 3S caractérisé par le fait que les évidements des moules ont un profil essentiellement symétrique par rapport à lJaxe du système et que leur dis- 35 position dans les éléments est telle que leurs: axes de symétrie soient perpendiculaires à 1'axe de rotation. 5. Dispositif selon la revendication 3S caractérisé par le fait que les pièces incorporées des moules peuvent, être fixées dans les évidements des moules. 40 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par BAD ORIGINE 70 30663 7 2059604 le fait que les pièces incorporées des moules ont un profil essentiellement symétrique par rapport à l'axe du système et sont partagées en deux suivant une coupe parallèle à l'axe, chacune desdites pièces incorporées étant disposée de manière que son axe de symétrie soit perpendiculaire à l'axe de rotation et qu'uae partie de la pièce incorporée puisse être fixée dans l'un des éléments et que l'autre partie puisse être fixée dans 18autre élément o