Brevet FR2205405A1 — publié le 19740531

La présente invention concerne un dispositif de moulage pour l';n3ec- tion de panneaux stratifies en résines polymérisables, et plus particulierement de panneaux armés avec des fibres de verre et comportant ure âme en mousse expansée rigide ou en bois du type balsa. De tels stratifiés possedent des caractéristiques mecaniques. élevees et trouvent actuellement un vaste champ d'applica- tion dans presque tous les domaines de l'industrie, notamment dans celui du bâtiment. Jusqu a maintenant, les stratifiés ont été généralement réalisés par contact ou par projection simultanee de résines et de fibres de verre, par exemple pour former des modèles ou bien des moules proprement dits. Cependant, avec de tels modes de réalisation, les différentes opération successives sont relativement longues et le plus souvent entièrement manuelles, ce qui implique un coût de main-d'oeuvre élevé, devenant tout à fait prohibitif lorsqu'il s'agit de fabriquer des pieces en grande série, de façon industrielle. Par ailleurs, en procédant ainsi, on ne peut obtenir qu'une seule face parfaitement finie, l'autre étant brute et rugueuse. Lorsqu'on désire réaliser une pièce qui soit parfaitement lisse sur ses deux faces, il faut obligatoirement réaliser de façon connue, deux parties ayant chacune une face lisse et les assembler-en collant les deux faces rugueuses l'une contre l'autre. Cette technique nécessite donc une presse, ce qui représente souvent un investissement important..De-pIus, l'emploi de la presse provoque un écrasement des résines semi-pôlymérisées et une interpveaCtratson forcée dans les mousses intercalaires, ce qui amène un excédent de matière et donc de poids. La présente invention a pour but principal de remédier à tous ces inconvénients, en fournissant un dispositif de moulage qui permette de réaliser directement par injection à froid des panneaux stratifiés dont les deux grandes faces sont parfaitement lisses et glacées. -A cet effet, le dispositif selon l'invention est essentiellement carac térisé en ce qu'il comprend un moule de forme générale rectangulaire, des moyens d'ouverture et de fermeture de ce moule, et #des moyens pour injecter latéralement à l'intérieur de celui-ci de la résine polymérisable , ledit moule ayant au moins deux parties complémentaires qui sont rendues étanches entre elles sur trois côtés, tandis que le quatrième coté, prévu non étanche, constitue un plan de fuite pour l'échappement de l'air lors de l'injection qui s'effet tue par le côté opposé. Ainsi, comme l'injection de la résine steffectue le côte opposé au plan## de fuite et que les trois autre côtés sont étanches, la matiere injectée ne peut se propager qu'en direction de ce plan de fuite, de part et d'autre de la plaque de mousse cellulaire ou de balsa enrobée de tissu. de verre, préalablement introduite à l'intérieur du moule et destinée à former L'amie du panneau stratifié. On assure donc de cette façon une excellente propagation de la résine à travers le moule, en même temps qu'une bonne répartition qui eli- mine totalement les risques de formation de bulles d'air. Il s'ensuit qu'avec le dispositif selon l'invention, on peut obtenir des panneaux startifiés de grande qualité en un temps très court, et ce avec le minimum de main-d'oeuvre. De préférence, le moule comporte une multitude d'orifices d'injection, régulièrement espacés le long du côté opposé au plan de fuite et qui sont disposés alternativement sur la tranche du moule, de manière à déboucher respectivement à l'intérieur de celui-ci au voisinage de ses deux faces planes opposées. Cette disposition particulière des points d'injection assure une meilleure progression de la résine dans le#moule, ainsi qu'une bonne répartition de celle-ci au travers des renforts en fibre de verre entourant l'âme du panneau. On peut donc injecter ainsi un panneau très rapidement; en utilisant des résines fortement réactives à faible temps de polyméri#ation. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le moule est constitué par un cadre rectangulaire,fixé horizontalement sur une semelle et contre lequel viennent respectivement s'appliquer un couvercle supérieur et un couvercle inférieur, tous deux amovibles, le plan de fuite étant ménagé au niveau de la jonction entre le cadre et le couvercle inférieur, sur le côté opposé à l'injection. On dispose ainsi d'un moule particulièrement simple à réaliser et qui permet en outre une éjection commode de la pièce moulée. De préférence, le couvercle supérieur est articulé par l'un de ses bords sur le cadre et comporte sur le bord opposé des moyens de fermeture constitués par des vérins articules dont les tiges sont susceptibles de venir en prise dans des organes de retenue solidaires du cadre. Grâce à son couvercle articulé, on peut disposer très facilementXl'âme du panneau à l'interieur du moule et le refermer ensuite rapidement pour procéder à l'injection Quant au couvercle inférieur, il est mobile- verticalement par rapport au cadre, grâce à des vérins de fermeture fixés respectivement sur le cadre et sur le couvercle, ce qui permet d'évacuer la pièce moulée par le bas. Avantageusement, des chiens d'extraction, escamotables sous l'action de vérins et agissant de haut en bas, sont prévus sur au moins deux côtés opposés du cadre, pour extraire automatiquement le panneau moulé du cadre sur le couvercle inférieur mobile. De plus, un robinet de réglage de débit peut être prévu en amont de chacun des orifices d'injection, pour permettre de régler le débit des différents poins d'injection indépendamment les uns des autres, en fonction de la nature et de la forme des panneaux à mouler. Chaque orifice d'injection est en outre associé à une buse d'injection amovible, des moyen9 étant prévus pour obturer hermétiquement chacun de ces orifices après le retrait des buses, afin de permettre le rinçage de ces dernières avant polpmérisation de la matière. De préférence, les moyens d'obturation sont constitués par des tampons mobiles sous l'action de vérins et qui sont susceptibles de venir prendre appui sur les buses lors de l'injection afin de les maintenir fermement appliques contre les orifices d'injection correspondants du moule. Le moule est par ailleurs équipé d'une plaque mobile, susceptible de venir obturer le plan de fuite, juste dans l'angle du moule, après l'injection de la matière. On évite ainsi la formation d'une "carotte" dans le plan de fuite et donc la nécessité d'ébarber la tranche du panneau apres son démoulage. de ses Il va de soi en outre tue l'étanchéité du moule sur troislctves sera avantageusement réalisée au moyen d'un joint élastique venant se loger dans une gorge ménagée sur les faces correspondantes du moule. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exenr ple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue simplifiée en plan, avec arrachement partiel, d'un dispositif de moulage conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue en élévation avec arrachement partiel de ce dispositif; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 111-111 de la figure 1; - la figure 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est une vue en coupe transversale à grande échelle effectuée au niveau du plan de fuite du moule, et - la figure 6 est une vue schématique illustrant le démoulage d'un panneau. Le dispositif de moulage représenté sur les figures I à 3 comprend tout d'abord un moule en trois parties, désigné dans son ensemble par la référence I. Ce moule est essentiellement constitué par un cadre métallique 2, de forme rectangulaire, sur lequel viennent respectivement s'appliquer un couvercle supérieur 3 et un couvercle inférieur 4. Le cadre 2 est en outre fixé horizontalement sur une semelle 5, et à une certaine distance de celle-ci, grâce à quatre pieds 6. Le couvercle supérieur 3 est articulé par l'un de ses bords longitudinaux sur le cadre 2, comme représenté en 7 sur la figure 3, et comporte sur son bord opposé des moyens de fermeture constitués par quatre vérins 8, hydrauliques ou pneumatiques, régulièrement répartis le long de ce bord. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures, le corps de chacun de ces vérins est monté de façon articulée en 9 dans une chape constituée par les extrémités de quatre profilés en U 10, fixés transversalement sur le dessus du couvercle et qui servent donc également à renforcer sa structure. Quant aux tiges de ces vérins, elles sont pourvues à leur extrémité d'une barre cylindrique 11, susceptible de venir en prise sur une patte en équerre 12, solidaire du cadre 2 et qui est pourvue d'une fente pour le passage de la tige de vérin correspondante. Le couvercle inférieur 4 constitue en fait le fond du moule et il est monté mobile verticalement par rapport au cadre 2, pour une raison qui apparaitra plus clairement par la suite, grâce à un ensemble de vérins 13 fixés respectivement au cadre et au couvercle. Dans l'exemple particulier décrit ici, ces vérins sont uniformément répartis par groupes de quatre sur les deux bords longitudinaux du moule. Comme le couvercle supérieur 3, le couvercle inférieur 4 est également muni de quatre profilés en U 14 de renforcement, fixés transversalement sur sa face inférieure. Les corps des vérins 13 sont montés sur les extrémités de ces profilés, tandis que les tiges sont fixées rigidement au moyen de boulons sur des pattes en équerre 15 solidaires du cadre 2. Conformément à l'invention, le moule 1 est rendu étanche sur trois de ses côtés, tandis que le quatrième côté constitue un plan de fuite pour permettre l'échappement de l'air lors de l'injection qui s'effectue par le côté opposé. Dans le mode de réalisation particulier décrit ici, le plan de fuite est prévu sur le côté du moule où se trouve la charniere 7 du couvercle 3, entre le cadre 2 et le couvercle inférieur 4. L'étanchéité entre le couvercle supérieur 3 et le cadre 2 est en effet assurée sur toute la périphérie du moule par un joint souple et élastique 16, de section circulaire, venant se loger dans une gorge de forme appropriée ménagée sùr les faces correspondantes du cadre et du couvercle. Par contre, l'étanchéité entre le cadre et le couvercle inférieur 4 est seulement assurée sur trois côtés, grâce à un joint élastique analogue 17. Ainsi qu'on peut le voir très clairement sur la figure 3, le plan de fuite est ménagé sur le quatrieme côté grâce à un décrochement prévu simultanément sur le cadre et sur le couvercle 4, de façon à former entre ces deux pièces un espace libre 18 s'étendant sur toute la longueur du moule et qui constitue le plan de fuite proprement dit Une cale 19 est en outre prévue dans cet espace l-ibre 18, au niveau de chacun des vérins de fermeture 13, afin de permettre le serrage du fond 4 contre le cadre 2 sans risque de déformation. L'injection de la résine polymérisable s'effectue naturellement par le côté opposé du moule, grâce à une multitude de points d'injection constitués par des canaux ou orifices 20, pratiqués directement dans l'épaisseur du côté correspon ré du cadre dant du cadre 2 et uniformément sur outre sa longueur, par exemple tous les 30cm. On pourra en outre remarquer que, conformément à une autre particularité de l'invention, ces canaux d'injection 20 sont disposés alternativement, de manière à déboucher respectivement à l'intérieur de celui-ci, au voisinage de sa face supérieure et au voisinage de sa face inferieute, comme illustré sur les figures 2 ou 3. Dans l'exemple particulier décrit ici, il y a ainsi trois points d'injection en haut et deux en bas. Il convient en effet de noter des à présent que le moule 1 conforme à l'invention est plus spécialement destiné à la fabrication de panneaux stratifiés en résines polymérisables, du .type "sandwich", analogues à celui qui est représenté en coupe sur la figure 3 et armés avec des fibres de verre. De tels panneaux comportent généralement une âme 21 en mousse expansée rigide, éventuel- lement alvéolée, ou bien en bois du type balsa, recouverte sur toute sa surface d'une ou plusieurs couches de tissu 22 en fibres de verre. Chacun des canaux d'injection 20 est associé à une buse d'injection amovible 23, montée de manière pivotante grâce à un joint tournant 24 et qui est reliée par un tuyau souple 25 à un répartiteur commun 26. Ce répartiteur est alimenté avec le mélange convenable de résine et de durcisseur par une canalisation d'amenée 27 et comporte, sur chacun de ses orifices de sortie, un robinet 28 permettant de régler le débit des différents points d'injection du moule, indépendamment les uns des autres. L'extrémité de chaque buse 23 est susceptible d'être appliquée de manière étanche contre l'orifice extérieur du canal d'injection correspondant 20, comme illustré sur la figure 4, grâce à un vérin d'approche 29 qui peut être hydraulique ou pneumatique. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, la tige du vérin vient prendre appui sur la partie arrière de la buse par l'intermédiaire d'un tampon 30, qui est conçu pour obturer hermétiquement et complètement le canal d'injection après le retrait de la buse associée. A cet effet, le vérin d'approche 29 est disposé dans l'axe du canal d'injection. De plus, le tampon et le canal sont prévus de forme conique. On notera en outre que ce tampon est conçu de manière que son extrémité vienne juste affleurer le flanc intérieur du cadre 2 en position d'obturation du canal d'injection. Pour les mêmes raisons, une plaque mobile 31 est prévue dans le couvercle inférieur 4 du moule, comme représenté sur la figure 5, pour obturer le plan de fuite 18, juste au niveau du flanc du cadre 2. Cette plaque s'étend sur toute la longueur du moule et coulisse verticalement dans une rainure ménagée directement dans l'épaisseur du couvercle inférieur 4. Elle est actionnée par un ou plusieurs vérins tels que 32, fixés sur la face inférieure du couvercle et reliés à la plaque par leur tige. Le moule 1 est complété par des moyens d'extraction, constitués ici par de simples chiens 33, disposés par paires sur les deux petits côtés du moule et qui sont articulés en 34 dans le cadre 2. Chaque paire de chiers est actionnée par un vérin indépendant 35 et peut ainsi venir prendre appui par une tete articulée 36 sur la surface supérieure du panneau terminé 37, afin de faciliter son évacuation par le bas, directement sur le couvercle inférieur 4, comme illustré sur la figure 6. Une faible depouille, par exemple de 2%, est d'ailleurs pre- vue à cet effet sur les flancs intérieurs du cadre 2. Le dispositif de moulage qui vient d'être décrit fonctionne de la ma nière suivante Le couvercle supérieur 3 du moule étant en position d'ouverture et le couvercle inférieur 4 en position de fermeture, on commenee par introduire à l'intérieur de celui-ci, la plaque 21 de mousse expansée ou de bois destinée à former le noyau ou âme du panneau, plaque qui est préalablement recouverte de son tissu de fibres de verre 22. On notera en outre qu'une fois mise en place, cette plaque 21 doit se trouver relativemelit serrée dans le moule 1, notamment sur les côtés. On ferme alors le couvercle supérieur 3 du moule, ce qui s'effectue très facilement et très rapidement au moyen des vérins articulés 8 dont les tiges viennent en prise dans les fentes des pattes 12. Ce faisant, le joint élastique 16 est comprimé dans sa gorge et assure une étanchéité parfait entre le cadre 2 et son couvercle supérieur. il en est naturellement de même en ce qui concerne le joint 17 qui assure ainsi une excellent étanchéité entre le cadre et son couvercle inférieur 4, mais seulement sur trois côtés, le plan de fuite 18 restant entièrement libre et n'étant obstrué que de place en place par la présence des quatre cales 19. Lorsque le moule est correctement fermé et que les buses d'injection 23 sont maintenues appliquées contre les canaux d'injection correspondants 20 par les vérins d'approche 29 revus à cet effet, on procède à l'injection proprement dite. Le mélange approprie de résine polymérisable et de durcisseur arrivant par la canalisation 27 pénètre d'abord dans le répartiteur 26 et est ensuite réparti vers les différents points d'injection du moule par l'intermédiaire des tuyaux souples 25, ce avec un débit variable sur chaque point, grâce aux robinets de réglage 28 prévus sur les orifices de sortie du répartiteur. Comme le moule I est rendu étanche partout, sauf au niveau du plan de fuite 18, et que l'injection s'effectue latéralement par le côté opposé, la matière ne peut se propager qu'en direction de ce plan de fuite et se trouve ainsi parfaitement canalisée, de sorte que les risques de formation de bulles d'air sont complètement éliminés. De plus, comme les points d'injection sont alternativement disposés en haut et en bas, la matière se répartit uniformément au travers des renforts en fibres de verre entourant l'amie du panneau. On assure en outre de cette façon une excellente progression de la matière au travers du moule, ainsi qu'une bonne répartition de la pression d'injection. Toutes ces dispositions permettent en définitive d'injecter le panneau très rapidement, et donc d'utiliser des résines fortement réactives à faible temps de polymérisation, tout en assurant la formation simultanée des deux faces planes parfaitement lisses du panneau. On notera en outre que dans le cas d'une ame en mousse alveolaire, la résine reliera par infiltration les deux faces du panneau en formant un véritable nid d'abeilles, augmentant ainsi considérablement la résistance de la structure. L'injection sera interrompue lorsque la résine arrivera au niveau du plan de fuite 18, situé sur le côté opposé à l'injection. I1 va de soi par ailleurs qu'il est préférable que la résine provenant des différents points d'injection du moule arrive simultanément au niveau de ce plan de fuite 18. Or, il est bien évident par exemple que dans le mode de réalisation particulier décrit ici, la résine provenant des buses situées en haut aura plus de chemin à parcourir que celle provenant des autres buses, puisque le plan de fuite est situé en bas du moule. On agira donc pour ce faire sur le débit des différentes buses dtin- jection 23, en réglant les robinets 28 en fonction de la nature et de la forme du panneau à injecter. Dès la fin du remplissage du moule 1, on dégage les buses d'injection 23 en les faisant pivoter, et on obture immédiatement les canaux d'injection 20 au moyen des tampons 30 prévus à cet effet. On peut alors procéder sans délai au rinçage des moyens d'injection, c'est-à-dire des buses 23, des tuyaux souples 23 et du répartiteur 26, ainsi que du mélangeur situé en amont, avant que la résine ne se polymérise définitivement. Simultanément, on actionne les vérins 32 provoquant le soulèvement de la plaque mobile 31, afin d'obturer le plan de fuite 18 sur toute sa longueur, évitant ainsi la formation d'une "carotte" sur le panneau injecté, ce qui nécessiterait ensuite son ébarbage. Après polymérisation complète de la matière injectée à l'intérieur du moule 1, qui ainsi qu'on l'a vu plus haut peut s'effectuer assez rapidement, on procède au démoulage du panneau termine 37, comme illustré sur la figure 6. Pour ce faire, on commence d'abord par ouvrir largement le couvercle supérieur 3 du moule, en le faisant pivoter autour de sa charnière 7, après avoir libéré les vérins de fermeture 8. On actionne ensuite les vérins 35 provoquant le pivotement des chiens d'extraction 33, dont les tetes 36 viennent alors s'appliquer sur la surface supérieure du panneau 37, pendant que simultanément, le couvercle inférieur 4 est écarté du cadre 2 au moyen dss vérins 13. Sous l'action ds chiens 33, le panneau 37 tombe donc directement sur le couvercle inférieur 4 ainsi dégagé et peut alors être évacué latéralement, d'un côté ou de l'autre, entre les pieds 6 supportant le cadre 2, de façon extremement commode. On notera à ce propos que sur la figure 6, le plateau inférieur n'a été représenté qu'à lamoitié de sa course d'owerture, afin de mieux illustrer le rôle des chiens d'extraction. Il convient en outre de remarquer que grâce aux tampons 30 et à la plaque mobile 31, le panneau 37 ne nécessite en principe aucun ébarbage, et présente un aspect extérieur fini et glacé sur toutes ses -faces. On voit par conséquent finalement que le dispositif de moulage conforme à l'invention permet de fabriquer très rapidement des panneaux stratifiés de grande qualité, et ce avec le minimum de main-d'oeuvre, donc de façon relativement peu coûteuse. REVENDICATIONS 1,- Dispositif de moulage pour l'injection de panneaux stratifiés en résines polymérisables, et plus particulièrement de panneaux armés avec des fibres de verre et comportant une âme en mousse expansée rigide ou en bois du type balsa, caractérisé en ce qu'il comprend un moule de forme générale rectangulaire, des moyens d'ouverture et de fermeture de ce moule, et des moyens pour injecter latéralement à l'intérieur de celui-ci de la résine polymérisable, ledit moule ayant au moins deux parties complémentaires qui sont rendues étanches entre elles sur trois côtés, tandis que le quatrième côté, prévu non étanche, constitue un plan de fuite pour ltechappemett de l'air lors de l'injection qui s'effectue par le côté opposé. 2.- Dispositif de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule comporte une multitude d'orifices d'injection, régulièrement espacés le long du côté opposé au plan de fuite et qui sont disposés alternativement sur la tranche du moule, de manière à déboucher respectivement à l'intérieur de celui-ci au voisinage de ses deux faces planes opposées. 3.- Dispositif de moulage selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le moule est constitué par un cadre rectangulaire, fixé horizontalement sur une semelle et contre lequel viennent respectivement s'appliquer un couvercle supérieur et un couvercle inférieur, tous deux amovibles, le plan de fuite étant ménagé au niveau de la jonction entre le cadre et le couvercle inférieur, sur le côté opposé à l'injection. 4.- Dispositif de moulage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couvercle supérieur est articulé par l'un de ses bords sur le cadre et comporte sur le bord opposé des moyens de fermeture constitués par des vérins articulés dont les tiges sont susceptibles de venir en prise dans des organes de retenue solidaires du cadre. 5.- Dispositif de moulage selon la revendication 2 ou 4, caractérisé ce que le couvercle inférieur est mobile verticalement par rapport au cadre, grâce à des vérins de fermeture fixés respectivement sur le cadre et sur le couvercle 6.- Dispositif de moulage selon la revendication 5, caractérisé en ce que des chiens d'extraction, escamotables sous l'action de vérins et agissant de haut en bas, sont prévus sur au moins deux côtés opposés du cadre, pour extraire automatiquement le panneau moulé du cadre sur le couvercle inférieur mobile. 7.- Dispositif de moilage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'un robinet de réglage de débit est prévu en amont de chacun des orifices d'inJection. 8.- Dispositif de moulage selon l'une-quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que chaque orifice d'injection est associé à une buse d'inr jection amovible, des moyens étant prévus -pour obturer hermétiquement chacune de ces orifices après le retrait des buses. 9.- Dispesitif de moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont constitués par des tampons mobiles sous l'action de vérins et qui sont susceptibles de venir prendre appui sur les buses lors de l'injection afin de les maintenir fermement appliquées contre les orifices d'injection correspondants du moule. 10.- Dispositif de moulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moule est équipé d'une plaque mobile, susceptible de venir obturer le plan de fuite, juste dans l'angle du moule, après l'injection de la matière. 11.- Dispositif de moulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'étanchéité du moule sur trois de ses côtés est réalisée au moyen d'un joint élastique venant se loger dans une gorge ménagée sur les faces correspondantes du moule.