Brevet FR2142797A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une plaque de cadran mince en matière plastique et en particulier d'un cadran dateur en matière plastique monté dans le mécanisme d# une montre-bracelet. L'un des buts de la présente invention est de réaliser une plaque de cadran légère et mince en matière plastique au lieu des plaques de cadran métalliques lourdes des appareils de mesure de manière à faciliter le fonctionnement du mécanisme de ces appareils. Un autre but de la présente invention est de réaliser par moulage par injection une plaque de cadran mince en matière plastique pour appareils de mesure qui soit bon marché. Jusqu'à présent, on fabriquait une plaque de cadran mince, particulièrement un cadran dateur, à partir d'une tôle de laiton ou d'aluminium. Mais il n'est pas souhaitable pour le mécanisme des appareils de mesure qutune telle plaque de cadran soit lourde. C'est la raison pour laquelle on a envisagé, pour remplacer la plaque métallique, une plaque de cadran en matière plastique. Comme procédé de fabrication, on utilise le moulage par injection usuel pour la fabrication des objets en matière plastique. Mais, on se heurte à diverses difficultés quand on cherche à fabriquer ce cadran par moulage par injection. L'une d'elles consiste en ce qu'il faut que la plaque de cadran soit extrêmement mince et d'une grande précision. C'est ainsi par exemple que le cadran dateur doit en général avoir une épaisseur d'environ 0,3mm et une telle plaque de cadran en matière plastique figure parmi les objets les plus minces obtenus par moulage par injection. Mais on n'a pu obtenir à l'heure actuelle le cadran dateur en matière plastique par le procédé traditionnel de moulage par injection. Comme la plaque de cadran moulée est, en fait, le siège d'une contrainte résiduelle, elle se déforme par suite des modifications dues au vieillissement et prend des dimensions irrégulières. Le cadran dateur doit spécialement présenter une planéfté:d'une précision extrême pour pouvoir etre utilisé dans le mécanisme d'une montre-bracelet. C'est pourquoi on a envisagé de recuire l'objet moulé par injection en le plaçant dans un moule exact comprenant une pièce supérieure et une pièce inférieure.Mais un tel moule de recuit est d'un prix élevé et le procédé de recuit donne lieu a' de nombreuses difficultés, par conséquent il n'est pas pratique pour la production d'une plaque de cadran en matière plastique, partit lièreient d'un cadran dateur en matière plastique. La présente invention a pour but de perfectionner le moulage par injection et le recuit de la plaque de cadran en matière plastique. Selon l'une des caractéristiques de la présente invention, le procédé d'obtention d'une plaque de cadran en matière plastique mince et précise, particulièrement un cadran dateur comprend successivement une opération de moulage par injection qui fournit, par moulage, une plaque de cadran présentant un cadre circulaire périphérique à l'extérieur du pourtour de ladite plaque de cadran, ou bien un Cadre circulaire à l'intérieur du bord de l'ouverture de ladite plaque du cadran, ou bien un disque circulaire intérieur dans l'ouverture de ladite plaque de cadran, une opération préliminaire de recuit au cours de laquelle l'objet moulé est recuit, sans être placé dans une enceinte, à une température légèrement inférieure à celle du recuit final décrit ci-après, une opération de découpage au cours de laquelle on enlève par découpe le dit cadre périphérique ou ledit disque intérieur de l'objet moulé, et une opération de recuit final au cours de laquelle on recuit la dite plaque de cadran placée entre deux plans métalliques polis en mEme temps qu'on charge la plaque de cadran d'un poids approprié, ce recuit final étant effectué à une température légèrement plus élevée que celle du recuit préliminaire. L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'un cadran dateur en matière plastique constituant un objet terminé conforme à la présente invention; Fig. 2 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 1; Fig. 3 est une vue en plan du cadran dateur en matière plastique brut de moulage correspondant; Fig. 4 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 3; Fig. 5 est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'une roue dentée terminée en matière plastique; Fig. 6 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 5; Fig. 7 est une vue en plan de la roue dentée selon figure 5, brute de moulage; Fig. 8 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 7;; Fig. 9 est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'une autre roue dentée selon figure 5, brute de moulage; Fig. 10 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 9; Fig. Il est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'une plaque de cadran en matière plastique brute de moulage présentant des butées d'arrêt; Fig. 12 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure il; Fig. 13 est une vue en plan de la plaque de cadran en matière plastique de figure 11, à l'état terminé; Fig. 14 est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'un cadran dateur en matière plastique à l'état brut de moulage et comportant un pignon obtenu par moulage; Fig. 15 est une vue en coupe verticale par le milieu de figure 14; Fig. 16 est une vue en élévation du cadran dateur de figure 14 terminé. En ce qui concerne, tout d'abord, la forme de réalisation préférentielle de l'invention telle qu'elle est représentée dans les figures 1 à 4 inclusivement, celle-ci concerne un cadran dateur terminé en matière plastique qui,comme illustré dans les figures 1 et 2,comprend une plaque de cadran circulaire 1 présentant une grande ouverture circulaire, une partie 2 faisant légèrement saillie par rapport à la surface de la plaque 1 sur le pourtour de la dite ouverture de la plaque 1 et une denture intérieure 3 solidaire de la face interne de la partie 2 en saillie. Le cadran dateur brut de moulage comprend > comme illustré dans les figures 3 et 4, ladite plaque de cadran circulaire 1, la partie en saillie 2 pré cité, la denture intérieure 3 précitée et, en outre, un cadre c-r- culaire périphérique 4. Les chiffres de la date peuvent être imprimés sur la plaque de cadran 1 précitée, à des intervalles déterminés par le procédé traditionnel. Conformément à l'invention, le moule d'injection du cadran dateur est établi pour produire l'objet en matière plastique représenté dans les figures 3 et 4, de manière que l'objet moulé comprenne la plaque de cadran 1 proprement dite présentant une partie en saillie 2 et une denture intérieure 3 ainsi qu'un cadre périphérique circulaire 4. Ce cadre périphérique 4 est de forme annulaire et présente une section rectangulaire de largeur et épaisseur voulues. On l'enlève par découpage de la pla que de cadran 1 après le recuit préliminaire, mais il joue un r8le important dans la présente invention, ainsi que cela sera décrit en détail ci-après.Il est difficile de produire directement, par le procédé de moulage par injection usuel, une plaque de cadran en matière plastique de 0,3mm d'épaisseur telle qu'illustrée dans les figures 1 et 2, car les résines fondues ne peuvent pas être injectées d'une manière convenable pour remplir complètement la cavité du moule correspondant à l'objet des figures 1 et 2. Si on veut remplir complètement avec une résine plastique une telle cavité de moule, il faut que la tempe rature du moule, la pression d'injection et la température de la résine plastique moulée soient très fortement augmentées, et en outre que la vitesse d'injection soit plus élevée que dans le moulage par injection classique, et que la buse et le canal d'injection du moule soient plus grands que pour le moulage usuel par injection.Mais les problèmes de la ligne de jonction, de la contrainte interne et de la déformation dans le cadran dateur n'ont pas toujours été résolus par le moulage modifié précité. La présente invention a permis de surmonter ces difficul tés par l'amélioration des procédés de moulage par injection et de recuit. Plus spécialement, la présente invention améliore lsécou- lement des résines fondues par utilisation d'un moule qui présente une cavité comportant non seulement la cavité correspondant à 1' objet final représenté aux figures 1 et 2 mais également une cavité correspondant à un cadre périphérique circulaire 4, de manière à obtenir par le moulage l'objet représenté dans les figures 3 et 4. On donne à ce cadre périphérique 4 une plus grande épaisseur que celle de la partie en saillie 2 par conséquent ce moule présente un volume accru de celui de la cavité correspondant audit cadre périphérique 4.Par conséquent, en ce qui concerne l'écoulement de la résine fondue, la présente invention diffère du moulage usuel dans lequel la résine fondue coule directement à la sortie du petit orifice du canal dtinjection dans la cavité pour la plaque de cadran. Avec le moule selon la présente invention, la résine fondue est d'abord injectée, à partir d'une pluralité de canaux d'injection, dans la cavité du cadre péflphérique 4 et elle s'écoule ensuite progressivement et de façon régulière dans la cavité de la plaque de cadran 1 en arrivant par la périphérie, puis enfin dans la cavité de la partie en saillie 2 précitée et dans la cavité de la denture intérieure 3. Par conséquent, la pression d'injection, la température du moule et la température de la résine fondue peuvent, avec la présente invention, être les mêmes que dans le moulage usuel.De plus la plaque de cadran 1 qui est solidaire du cadre periphérique 4 peut être moulée sans présenter sur sa surface de ligne de jonction. De cette façon, on a résolu le problème de li écoulement de la résine fondue. Il faut également que le cadran dateur soit aussi plan que possible. Mais il est impossible d' éviter qu'une plaque en matière plastique moulée et particulièrement qu'une plaque en matière plastique extrêmement mince se voile vers l'avant ou l'arrière sous l'effet d'une petite contrainte interne. La présente invention a résolu le problème de la planéité de la plaque de cadran 1 par le moulage de cette plaque en même temps que le cadre périphérique circulaire 4 et par un double recuit de cette plaque. Toutefois, la dimension du cadre périphérique 4 est un facteur essentiel en ce qui concerne la planéité de la mince plaque en matière plastique.Lors de la réalisation du moule selon la présente invention, le retrait et la déformation de la plaque de cadran doivent être pris en considération et des moulages d'essai doivent être effectués plusieurs fois dans un moule provisoire en améliorant la cavité du cadre périphérique circulaire 4. Par inspection des moulages d'essais, on peut corriger ledit moule comme indiqué ci-après. Si la plaque de cadran 1 moulée à titre d' essai est convexe vers le haut dans la figure 4, le plan B de la cavité dudit cadre périphérique 4 doit être légèrement limé. La plaque de cadran moulée ensuite à l'aide du moule corrigé devient plane. Si la plaque de cadran moulée à titre d'essai est concave vers le bas de la figure 4, il faut légèrement limer le plan C de la cavité du cadre périphérique 4. La plaque de cadran moulée ensuite avec le moule corrigé est de forme plane.Ainsi que cela a été exposé ci-dessus > la correction du moule provisoire s'effectue par limage des plans B ou C de la cavité correspondant dans ledit moule au cadre périphérique 4 avec vérification de la planérfé de la plaque de cadran 1 moulée â titre d'essai. De cette façon, on peut corriger le moule d'essai pour en faire un moule de fabrication capable de donner par moulage une plaque de cadran d'une planéité précise. La résine plastique fondue peut etre injectée dans le moule à partir d'une pluralité de canaux d'injection débouchant dans la cavité correspondant au cadre périphérique 4 et la plaque de cadran peut être éjectée par des éjecteurs agissant sur le cadre périphérique 4 de sorte qu'il ne subsiste pas de marques ou rayures sur la surface de la plaque de cadran 1.Ensuite, il faut recuire la plaque de cadran brute de moulage afin d'éviter sa déformation, particulièrement un défaut de planéité, sous l'effet des changements dûs au vieillissement. Le recuit préliminaire se fait pour les plaques de cadran brutes de moulage en plaçant un grand nombre de celles-ci sur un plan métallique horizontal et en les recuisant à une température relativement plus basse, sans mise en place dans une enceinte fermée. Au cours de cette opération de recuit il se produit naturellement un retrait de l'objet xoulé. Mais le cadre circulaire péripherique 4 maintient la plaque de cadran circulaire 1 de manière à éviter qu'elle se déforme ou se voile. Par conséquent, la plaque de cadran 1 extrêmement mince est maintenue à 1' état plan sans ondulations de surface et sans qu'elle se voile. Après le recuit préliminaire, on sépare par découpage le cadre pé riphérique 4 de la plaque de cadran 1 par pression ou par limage. On soumet ensuite la plaque de cadran 1 précitée au recuit final, comme indiqué ci-après. On place un grand nombre de plaques de cadran 1 découpées, en les écartant les unes des autres, sur une plaque métallique nue et polie et on place une autre plaque métallique sur lesdites plaques de cadran 1 découpées, de manière à appliquer un certain poids sur chaque plaque de cadran 1 découpée. On fait recuire lesdites plaques de cadran 1 ainsi prises entre les plaques métalliques dans un four. On dispose d'un grand nombre de matières plastiques pour le moulage par injection mais, pour la présente invention, les résines synthétiques les plus indiquées sont la résine de poly acétal, les diverses résines de superpolyamides et la résine de polycarbonate. Dans le moulage par injection utilisant la résine de polyacétal, on fait fondre celle-ci d une température d'environ 1900C et on porte le moule à une température de 75 + 50C. Une plaque de cadran 1 représentée dans les figures 1 à 4 a 0,3mm d' épaisseur, 24mm de diamètre extérieur et 16mm de diamètre intérieur. Le cadre circulaire périphérique 4 tel que représenté dans les figures 3 et 4 a environ 0,7mm d'épaisseur et environ 2mm de large et par conséquent environ 28mm de diamètre extérieur. Après qu'une telle plaque de cadran 1 solidaire du cadre périphérique 4 précité ait été moulée par injection et extraite du moule, on la laisse au repos pendant 24 heures à la température ambiante puis on la recuit à une température de 80 t 50C pendant 60 à 90 minutes à l'état libre dans un four, puis on l'en retire et on la refroidit. On sé pare ce cadre périphérique 4 d'avec la plaque 1 du cadran par limage ou à la presse. On introduit à nouveau un grand nombre de ces plaques de cadran 1 découpées dans un four et on les recuit en enceinte fermée pendant 10 heures environ à une température de 110 + 50C en les chargeant d'un poids d'environ 150 g.Après recuit, on refroidit lentement ces plaques de cadran 1 et on les extrait du four. On peut ainsi fabriquer des cadrans dateurs pour mécanisme de la montre-bracelet. L'aspect du cadran dateur obtenu conformément à la présente Invention est bon, il n'est ni endommage, ni déformé. Après conservation pendant plusieurs mois, il a été essayé à des intervalles réguliers en ce qui concerne les changements dûs au vieillissement mais on n'a pratiquement pas décelé de déformation. L'essai de ce cadran dateur a donné les résultats ci-après. Il est parfaitement plan et on n'a pas décelé de changement dG au vieillissement pendant l'année qui a suivi la fabrication. Le coefficient de retrait observé au cours de chacune des opérations est exprimé par le rapport entre le retrait du cadran dateur et la dimension du moule à la température ambiante. Tableau des valeurs du retrait Opération : Moulage Recuit Recuit provisoire final Coefficient 1,6 % 1,9 2,2 A; Dans ce qui precède on a décrit en détail comme forme de réalisation de l'invention, la fabrication d'un cadran dateur en matière plastique pour montre-bracelet mais la présente invention peut également s'appliquer à la fabrication d'une mince plaque circulaire 1 en matière plastique présentant une partie 2 en saillie et une denture extérieure 3 telle que représentée dans les figures 5 et 6. Cette forme de réalisation est obtenue de la manière suivante.Ainsi que le montrent les figures 7 et 8, on moule par injection une mince plaqué circulaire 1 qui présente en son centre une ouverture du diamètre nécessaire et un cadre circulaire 4 ayant la largeur et l'épaisseur appropriées qui est solidaire du bord intérieur de l'ouverture. On peut également dans ce cas mouler par injection comme cela est représenté dans les figures 9 et 10, une mince plaque circulaire en matière plastique 1 qui est munie d'une ouverture du diamètre voulu avec en son centre un disque circulaire 4 ayant l'épaisseur appropriée, au lieu du cadre circulaire 4. Le procédé de fabrication de la plaque circulaire représentée dans les fifres 5 et 6 est le même que celui qui a été décrit ci-dessus En ce qui concerne les autres applications de la présente invention, on peut citer comme exemple la fabrication d'une plaque de cadran 1 en matière plastique présentant des butées d'arrêt 5 telle qu'illustrée dans les figures 11 à 13 et un cadran dateur en matière plastique pour montre-bracelet présentant un pignon 6 en-dessous du centre du dit cadran dateur tel qu'illustré dans les figures 14 à 16. Ces fabrications se font suivant les mêmes procédés que ceux qui ont été décrits ci-dessus, par moulage par injection de la pla que 1 de cadran proprement dite solidaire d'un cadre circulaire périphérique 4 ou d'un disque circulaire 4. De plus, on peut fabriquer conformément à la présente invention des plaques circulaires variées en matière plastique extrêmement minces qui présentent une très haute précision et ne présentent pas de changements dûs au vieillissement. Bien que des formes de réalisation particulières de l'invention aient été représentées et décrites ci-dessus des modifications peuvent y entre apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Un procédé de fabrication d'une plaque de cadran en matière plastique, caractérisé en ce que l'on moule par injection dans un moule métallique une résine de matière plastique de manière à réaliser ladite plaque de cadran solidaire sur un de ses bords d'un cadre circulaire, ledit cadre présentant l'épaisseur et la largeur voulues, on procède au recuit de ladite plaque de cadran moulée et solidaire du dit cadre circulaire sans les placer dans une enceinte fermée; on détache le cadre du bord de la plaque de cadran par découpage et on recuit la plaque de cadran découpée qu' on place entre deux faces métalliques planes et polies, de manière à appliquer sur chaque cadran un poids approprié. 2.- Un procédé de fabrication d'une plaque de cadran selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cadre circulaire est solidaire du bord périphérique de la plaque. 3.- Un procédé de fabrication d'une~plaque de cadran selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de cadran présentant une ouverture intérieure, le cadre circulaire est fixé sur le bord de l'ouverture intérieure de la plaque de cadran. 4.- Un procédé de fabrication d'une plaque de cadran selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de cadran présentant une ouverture intérieure le cadre circulaire est constitué par un disque d'épaisseur voulue occupant ladite ouverture intérieure de la plaque de cadran. 5.- Un procédé de fabrication d'une plaque de cadran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la résine plastique utilisée est une résine de polyacétal.