Brevet FR2131844A1 — publié le 19721117

La présente invention est relative à un dispositif pour la manutention de moules -et leur remplissage par des mélanges susceptibles de former une mousse, en vue de l'obtention d'objets moulés en matériau mousse . 5 Pour le moulage d'objets en matériau mousse comportant une partie superficielle ou "peau" préformée, les moules doivent posséder une résistance suffisante pour que ladite peau préformée conserve la forme désirée pendant que la mousse se forme dans la cavité constituée par la peau préftrmée. H en résiLte des moules relativement 10 grands et encombrants , et de plus difficiles à déplacer .Aussi a t'on généralement jusqu'ici, pour le moulage de ces objets, disposé les moules sur le sol,le matériau susceptible de former une mousse étant transporté dans une poche ou un récipient verseur entre le mélangeur et le moule .A mesure de l'accroissement de la 15 taille des objets fabriqués en matériau mousse et de l'abaissement nécessaire du prix de revient, le besoin s'est fait sentir d'un dispositif dans lequel le matériau susceptible de mousser puisse passer directement du mélangeur au moule . Un tel dispositif nécessite toutefois l'emploi de canalisation d'alimentation relati-20 veinent longues et d'organes auxiliaires comportant des systèmes de dosage extrêmement sensibles pour le maintien d'une composition correcte du matériau susceptible de mousser, ce qui entraîne un pourcentage relativement élevé de déchets atteignant dans certains cas 20 et même 40 pour cent . 25 Un but de la présente invention est donc de réaliser un dis positif dans lequel les moules et les systèmes de déversement du produit soient déplaçables les uns par rapport aux autres de façon à permettre une fabrication semi-continue, le matériau susceptible de mousser passant directement de la partie du dispositif où est 30 formé la mousse au moule . Ce but apparaîtra plus clairement, ainsi que d'autres avantages du procédé de moulage d'objets en mousse, àl'examen des dessins annexés, dans lesquels : la Pig.l est une vue en plan du dispositif ; 35 la Fig.2 est une vue en élévation du même dispositif ; la Fig.3 est une vue suivant la ligne 3-3 de la Fig.2 ; la Fig.4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2 . Sur ces Figures, le chiffre 5 correspond à l'ensemble du dis-40 positif, comprenant schématiquement deux voies parallèles 6 et 7. 71 11085 2 2131844 Chaque voie supporte une série de chariots 8 pour le transport des moules 12. Ces chariots sont de préférence reliés entre eux et forment donc un train . Gomme le montre la Fig.2, un chariot 8 est porté par deux séries de roues 9 chaque série roulant sur un 5 rail 10. Les axes de ces roues sont supportés par des bras 11 partant des chariots 8 et dirigés vers le bas,. Au moins un moule 12, de forme correspondant à celle de l'objet à mouler, qui est par exemple un butoir pour pare-chocs d'automobile , est porté par le chariot 8. Celui-ci supporte une tige 13 dirigée vers le haut et 20 pouvant entrer en contact avec un bras 14 porté par le support 15 d'unegoulotte de déversement 16 .Le support 15 porte également une poignée semi-circulaire 17 permettant à l'opérateur, par une manoeuvre manuelle, d'amener en position correcte la goulotte 16 au-dessus de l'entrée du moule . Ceci est particulièrement utile quand 15 cette entrée est un petit orifice circulaire et non une fente , ou une gouttière,large . On peut également voir sur la Fig.2 une poutre 18 s'étendant transversalement par rapport aux voies 6 et 7, au-dessus de celles-ci, comme le montre aussi la Fig.l . Le support 15 de l'appareil 20 de formation de mousse est porté par cette poutre 18 par l'inteimé-diaire d'un chariot 19, qui est suspendu à ladite poutre 18 formant rail, par deux roues 20, et peut ainsi se déplacer transversalement par rapport au dispositif pour amener la goulotte 16 au-dessus des moules portés par les chariots circulant sur les voies 6 et 7. 25 Sur la Fig.l, on voit que des pompes et des canalisations d'alimentation de la goulotte sont disposés sensiblement au centre de la zone délimitée par les deux voies 6 et 7, cette zone étant désignée dans son ensemble par 21. Des canalisations flexibles 22 amenant les composants du matériau susceptible de former une mousse 30 au dispositif mélangeur partent de la zone 21, vers le haut, en direction de la goulotte 16, et passent à travers le support 23 des canalisations d'alimentation de la goulotte . Grâce à cette disposition, la goulotte peut se déplacer , depuis une première position au-dessus de la voie 6 jusqu'à une seconde position au-55 dessus de la voie J, pour revenir ensuite au-dessus de la voie 6, les canalisations d'alimentation suivant la goulotte, dans un sens ou dans l'autre, dans la zone comprise entre les deux voies , tout en restant accrochées au support 23. Cette disposition a aussi pour avantage de réduire au minimum la longueur des canalisations .On 40 remarquera que ces canalisations sont relativement courtes et que 71 11085 3 2131844 les réservoirs de stockage des produits sont fixes , bien que la goulotte conserve une mobilité relativement grande .Le support 23 porte également un tableau de commande 24 avec les divers boutons nécessaires, montés dans les circuits électriques des moteurs et 5 des vannes à solénoîdes , dont le fonctionnement règle l'arrivée des divers ingrédients au dispositif mélangeur pendant le cycle opératoire . Le fonctionnement du dispositif va être expliqué plus en détail, avec référence à la Fig.3. Le chariot 8 portant le moule 25 10 est par exemple amené à la position représentée sur la Fig.3, sensiblement au-dessus de la partie centrale de la voie 6 ou 7, le moule étant ouvert et ayant reçu dans sa cavité une "peau" préformée, par exemple en résine vinylique ou acrylonitrile-butadiène-styrène . En appuyant sur le bouton voulu du tableau 24, on ac-15 tionne la vanne à solénolde commandant l'introduction des ingrédients, le moule recevant une quantité suffisante de matériau susceptible de former une mousse pour que la cavité limitée par la "peau" soit remplie au degré voulu lorsque la formation de la mousse est terminée . Le moule est alors fermé. Le moteur 26 étant en 20 marche, il fait tourner le tambour 27, entraîné suivant la Fig.3 par une transmission à vis sans fin . La rotation du tambour 27 provoque l'enroulement sur ce tambour d'un câble métallique . Une extrémité de ce câble est attachée en un point 28 à l'avant du train de chariots portant les moules . Comme l'autre extrémité est fixée 25 en 29 à l'arrière du train de chariots, les_ .rnoules se déplacent sur la voie en direction de l'extrémité 30 de celle-ci lorsque le tambour tourne dans le sens des aiguilles d'une montre . La vitesse de translation du moule est réglée par le rapport choisi des engrenages de la transmission, de façon que l'opérateur ait le temps 30 de préparer le moule 31 immédiatement suivant ( on n'a figuré qu'un seul moule par chariot) et que ce moule soit prêt à recevoir le produit dès qu'il arrive au-dessous de la goulotte d'alimentation 16. Les chariots avancent donc l'un derrière l'autre jusqu'à ce que le premier moule 25, arrivant à l'extrémité 30 de la voie , 35 fasse fonctionner un contacteur 32, commandant un commutateur d'inversion du sens de rotation du moteur , ce qui fait tourner le tambour 27 dans l'autre sens . Cette rotation en sens inverse du tambour 27 ramène le train de moules vers l'extrémité opposée 33 de la voie .Lorsque le cha-40 riot de tête arrive à cette autre extrémité, il actionne un con- 71 11085 4 2131844 tacteur 34 qui arrête le moteur .Les chariots sont ainsi revenus à letîr position Initiale . Les moules peuvent être ouverts, et les cfcjefcsr en matériau œotrsse qu'ils contiennent sont démoulés .Les moules sont alors préparés pour recommencer un nouveau cycle . 5 Lorsque tous les moules sont prêts pour le cycle suivant , l'opérateur remet le moteur en marche en poussant le bouton correspondant sur le tableau 24. Les moules avancent donc en file jusqu'à ce que le premier moule actionne un contacteur 35, qui met en relation la goulotte et le moule, celui-ci recevant la quantité de 10 mousse nécessaire . Sur la Fig.l sont représentées deux voies 6 et 7,portant chacune un train de moules ,Pendant que les moules accomplissent leur trajet de retour de l'extrémité 30 à l'extrémité 33 de la voie 7, la goulotte 16 est déplacée transversalement au-dessus du dispositif 15 sur la poutre de support 18, et s'arrête au-dessus de la seconde voie 6 dans la position 37 représentée en pointillé sur la Fig.2. La goulotte étant arrêtée dans la position 37* la série de moules portée par la voie 6 peut être remplie, la partie correspondante du dispositif étant semblable à celle représentée sur la Fig.3. Quand les 20 moules portés par les chariots de la voie 6 sont remplis, la goulotte peut être ramenée au-dessus de la voie 7, la mousse étant alors déversée dans les moules correspondants, pendant que le moteur annexé à la voie 6 ramène sur cette voie les moules à leur position initiale . 25 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, auquel cor respond la Fig.4, il a été considéré comme peu pratique d'immobiliser les moules pendant qtie chacun d'eux est en cours de remplissage,ceci augmentant notablement le coût des arrêts et remises en marche du train de moules . Il a également été remarqué que, pour certains 30 objets moulés, en raison de leurs formes et du type des ouvertures du moule, il est impossible d'effectuer le remplissage si le mouls n'est pas immobile . Pour éviter les difficultés dues à la répétition fréquente des arrêts et démarrages des moules, le support 15 de la goulotte est, suivant cette variante de réalisation de l'in-35 vention, suspendu par l'intermédiaire du chariot 19 sur un rail 38 permettant, parallèlement à la direction des voies, un déplacement limité dudit chariot 19 et de la goulotte 16 , en synchronisme avec le mouvement des moules . L'organe 38 peut donc être animé d'un mouvement de va-et-vient 40 au-dessous de la poutre 18 et perpendiculairement à celle-ci, pour 71 11085 5 2131844 permettre à la goulotte 16 un déplacement limité, synchronisé avec le mouvement du moule . Pour réaliser cette synchronisation des mouvements de la goulotte 16 et du moule, ladite goulotte 16 est rendue solidaire du bras 13 porté» par le moule par un bras hori-5 zontal 14 (Pig.l) . Les déplacements du moule le long de la voie provoque donc celui de la goulotte , tandis qUe ie déplacement du rail 38 entraîne celui du support 15 dans une direction perpendiculaire à celle de la poutre 18. Lorsque le moule est rempli, l'opérateur, au moyen de la poi-10 gnée 17 , écarte la goulotte vers l'extérieur, de façon à dissocier l'un de l'autre les bras 13 et 14 , un ressort 40, relié au chariot 19 et au rail 38, ramenant immédiatement la goulotte à la position 4l (Fig.4). L'opérateur, en poussant vers le bas la poignée 17,peut alors remettre en liaison le bras 14 de la goulotte avec le bras 13 15 tourné vers le haut, solidaire du moule suivant, pendant que celui-ci est amené en position de remplissage . Lorsque l'objet en matériau mousse à fabriquer comporte une "peau" préformée, celle-ci est obtenue, soit par l'une des techniques de moulage, à partir d'un matériau fondu chaud, de résines 20 thermoplastiques ou polymères, soit par formage sous vide à partir d'une feuille chauffée, en une résine thermoplastique . Les polymères vinyliques , de préférence de type à haute viscosité, sont des exemples représentatifs des nombreux polymères ou résines thermoplastiques utilisables dans le cadre de la présente 25 invention pour obtenir cette peau, par coulée ou par formage. Parmi ces polymères vinyliques,. on préfère ceux de chlorure ou d'acétate de vinyle, de butyral vinylique, ainsi que les copolymères de chlorure et d'acétate de vinyle .On a obtenu des résultats satisfai -sants avec un copolymère contenant de 93 à 95$ de chlorure de vi-30 nyle et le reste en acétate de vinyle, ayant un poids moléculaire moyen d'environ 24.000, mesuré par la méthode de STAUDINGER, de densité comprise entre 1,34 et 1,37, avec un point de ramollissement d'environ 65°C. Les polymères ci-dessus, pour leur formage dans le but indiqué , ne demandent aucun traitement, chimique ou 35 autre, à part l'addition d'un plastifiant .On peut aussi utiliser pour former la peau la résine thermoplastique dite ABS ( polymère acrylonitrile-butadiène-styrène). On emploie des plastifiants compatibles avec ces polymères et ne contenant pas de constituants pouvant, comme'dans le cas des 40 polymères, réagir avec l'oxygène atmosphérique aux températures 71 11085 6 2131844 normales . Comme exemples de ces plastifiants, on peut citer : le phosphate tricrésylique, le phtalate de dioctyle, le phtalate de dicap^vle, le sébaçate de dibutyle, le phtalate de dibutoxy-éthyle, le phtalate de dibutoxy-glycol, le di(éthyl~2)hexoate de polyéthy-5 lèneglycol, le di(éthyl-2)hexoate de triéthylène glycol, etc... Un exemple type de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit . Toutes les parties sont indiquées en poids, sauf indication contraire . EXEMPLE I 10 En utilisant un appareillage du type décrit dans le brevet français N° 1 579 013 , un récipient contenant une résine de poly- . chlorure de vinyle commerciale sous forme de poudre sèche plastifiée est entraîné en rotation en même temps qu'un moule pour butoir de pare-chocs d'automobile .Lorsque le moule a atteint -une tempéra-15 ture d'environ 260°C , le polychlorure de vinyle fond en formant une pellicule d'une épaisseur pouvant aller de 0,125 à 0,375 n®* suivant la durée de rotation avant l'évacuation de l'excédent de résine . La peau destinée au butoir de pare-chocs ainsi formée est sor-20 tie du moule et placée dans un moule de raidissement ou de maintien, monté sur l'un des chariots du dispositif de la Fig.l. Pendant que le chariot entraîne le moule le long de la voie, le mélange susceptible de former une mousse, à base de poly-uréthane,est versée dans le moule par la goulotte qui a été amenée au-dessus dudit mou-25 le,en quantité suffisante pour remplir celui-ci lorsque la mousse est formée. Les vannes à solénoîdes incluses dans les canalisations d'alimentation du mélangeur sont alors fermées, en attendant l'arrivée du moule suivant . Lorsque le moule n'est plus au-dessous de la goulotte le moule est fermé, et on laisse le mélange mousser 30 et durcir, pendant que les chariots reviennent à leur position de départ. Là, le moule est ouvert et le butoir terminé est sorti du moule . Le mélange réactionnel polyéther-polyuréthane susceptible de former une mousse destinée à la confection du butoir de l'exemple 35 I, est préparé en mélangeant environ 0,94 d'équivalents d'un pro-pylène éther triol avec 6,85 d'équivalents de tolylène diisocyana-tes. On ajoute à 180 parties de ce mélange 3,7 parties de N,N,N',N'-tétrakis (2-hydroxypropyl) éthylènediaminé, 15,5 parties de glycé-rol, et des quantités variables de catalyseurs du type aminé, tel 40 que lâ triéthylènediamine et/ou la N-éthyl morpholine, et une à 71 11085 7 2131844 deux parties d'un agent gonflant auxiliaire, le tri.3hlorofluoro-raéthane . Un plastisol vinylique applicable à la coulée rotative d'une "peau" , conformément à l'exemple ci-dessus, possède par exemple 5 la composition suivante : Polychlorure de vinyle ( du type dispersible) 100 parties Diphtalate de 2-éthyl hexyle (plastifiant) 90 " Sel complexe de baryum et cadmium (stabilisant vis-à-vis de la chaleur et de la lumière)..... 3 " 10 Carbonate de calcium ( charge) 10 " Huile minérale (lubrifiant interne) 2 " Pour l'obtention des plastisols ou de sols en poudre, on peut employer d'autres polymères vinyliques, comme par exemple l'acétate de polyvinyle, l'alcool polyvinylique , le polyéthylène chloro-15 sulfoné, ainsi que divers copolymères vinyliques, par exemple un copolymère de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène, ainsi que cela est connu. On peut introduire divers plastifiants, comme l'huile de soja oxydée et le diéthylène glycol, ainsi que divers autres ingrédients , en vue de former des feuilles possédant les ca-20 ractéristiques voulues ainsi que cela est connu. On peut aussi employer pour former la peau, d'autres poudres thermoplastiques, telles que le polymère ternaire acrylonitrile-butadiène-styrène. Le polyuréthane convenant pour la confection de la mousse peut 25 être le produit de la réaction d'un^polyisocyanate organique avec un polyester , un polyétherpolyol ou un polyhydrocarbure-polyol, avec ou sans emploi d'un agent gonflant auxiliaire, par exemple d'un composé à bas point d'ébullition,tels que des hydrocarbures fluorés et/ou l'eau . 30 Le dispositif générateur de mousse, ou mélangeur, pour la mise en oeuvre de l'invention peut être l'appareil classique connu sous le nom de "Admirai Foam Mixing Head" avec ses vannes à solénoïdes et les circuits électriques de commande des vannes, représentés par le tableau 24 sur la Fig.l.En général, pendant la marche de ce 35 dispositif, les pompes associées aux réservoirs de la zone de stockage 21 restent en fonctionnement et maintiennent des pressions positives dans les canalisations flexibles conduisant au mélangeur. En manoeuvrant le commutateur approprié du tableau 24, on ouvre ou on ferme les vannes à solénoïdes correspondantes, de façon à 40 permettre aux divers ingrédients de formation de la mousse de pénétrer dans le mélangeur, pour y être brassées par l'agitateur,avant 71 11085 2131844 d'en sortir, soit sous l'effet d'une légère surpression, soit par gravité , Après le remplissage d'une série de moules portée par le chariot et lorsque ledit chariot est arrivé en fin de course , il 5 est avantagea que pendant le retour de ce chariot et des moules à leur position de départ, la goulotte de déversement reste inactive ou soit déplacée vers un poste voisin où elle est utilisée pour remplir des moules destinés à d'autres objets portés par le chariot de la voie correspondante . 10 Bien que l'on n'ait représenté pour illustrer l'invention que quelques formes ou détails de mise en oeuvre, il est évident pour tout spécialiste que diverses modifications et variantes peuvent être introduites sans sortir du cadre de l'invention . 71 11085 9 2131844 REVENDICATIONS 1-Dispositif pour la fabrication d'objets en mousse, comportant des organes pour le transport de moules entre un poste de démoulage et un poste de remplissage, avec retour des moules au poste 5 du remplissage au poste de démoulage, le poste de remplissage étant caractérisé en ce qu'il comporte un système de suspension d'un dispositif de remplissage au-dessus desdits moules, ce dispositif comportant un organe rendu solidaire du moule et provoquant le fonctionnement du dispositif de remplissage de façon à régler la quan-10 tité de matériau susceptible de former une mousse introduite dans le moule,pendant le trajet du moule vers le poste de remplissage , mais maintenant ce dispositif de remplissage en position inactive pendant le trajet de retour des moules du poste de remplissage au poste de démoulage . 15 2-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de commande du déplacement du dispositif de remplissage conjointement avec le moule, pendant que celui-ci reçoit le matériau susceptible de former une mousse,et du retour de ce dispositif à sa position initiale pour le remplissage du moule suivant .