Brevet FR2261118A1 — publié le 19750912

La présente invention concerne un procédé pour le moulage de pièces profilées en résine synthétique éventuellement renforcée par des fibres de verre ou une matière de renfort similaire1 utilisant un moule en deux parties et un mandrin souple gonflable pour appliquer la résine et son renfort éventuel sur les parois du moule; et elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les pièces profilées dont il est question ici peuvent étre des pièces tubulaires a section fermée ou ouverte (en O ou en U par exemple), circulaire ou polygonale, variable ou constante; en outre, les pièces profilées peuvent avoir une forme générale rectiligne ou courbe. C'est ainsi notamment que le procédé et le dispositif selon la présente invention sont utilisables pour la réalisation de mats ou de bayes pour bateaux, de candélabres ou de crosses de candélabres pour l'éclairage des rues eh des routes, ou de tubes ou produits similaires. On connaît déjà un procédé pour le moulage de pièces profilées en résine synthétique renforcées par des fibres de verre, qui consiste à mettre en place dans un demi-moule un tissu de fibres de verre imprégné de résine, à placer pardessus ce tissu au moins une poche gonflable entourée éventuellement d'une gaine de protection pour éviter tout contact entre la ou les poches gonflables et le tissu imprégné de résine synthétique, à rabattre le tissu imprégné de résine synthétique par-dessus la ou les poches gonflables, à placer et verrouiller le deuxième demi-moule sur le premier, et enfin à gonfler la ou les poches gonflables afin d'appliquer le tissu sous pression contre les parois intérieures du moule. Cette technique connue comporte néanmoins un inconvénient.Plus précisément, l'air emprisonné dans la résine ou les tissus de renforcement ne peut pas etre éliminé à moins d'utiliser une quantité de résine nettement supérieure & celle nécessaire, l'excédent de résine, en s'évacuant hors du moule, entraincurt avec lui l'air occlus. Il est évident qu'il n'est ni commode, ni économique d'utiliser un tel excès de résine. Pour remédier aux inconvénients de cette technique connue, on a déjà proposé d'utiliser une poche gonflable dont l'extrémité opposée à l'extrémité de gonflage est ouverte, et dans laquelle est logé un piston dont la section transversale correspond sensiblement à la section transversale interne de la pièce à mouler. Ce piston obture de manière étanche la poche gonflable et se déplace progressivement, sous l'action de l'air comprimé, de l'extrémité de gonflage de la poche jusqu'à ltextrémité ouverte de celle-ci~ Ainsi, en se déplaçant, le piston applique progressivement les tissus imprégnés de résine synthétique contre les parois du moule, tout en chassant l'air emprisonne dans la résine vers l'extrémité ouverte de la poche gonflable. La vitesse de déplacement du piston est contrôlée en exer çant une action de freinage sur la tige de piston qui sort du moule à travers 11 extrémité ouverte de la poche gonflable. Gracie à un tel procédé, il est effectivement possible d'éliminer l'air occlus dans la résine sans avoir à utiliser un excédent de résine. Toutefois, ce dfznier procédé présente à son tour des inconvénients. Plus précisément, au cours de son déplia cement à l'intérieur de la poche gonflable, le piston glisse avec frottement contre les parois de cette poche, si bien que, par suite de la faible épaisseur des parois de la poche, les tissus de fibres de verre servant au renforcement de la résine risquent d'être déplacés dans le sens de déplacement du piston, pouvant ainsi provoquer des sentions ou des faiblesses à l'intérieur du produit fini En outre, étant donné que pour pouvoir contrôler la vitesse de déplacement du piston sur toute ltetendue de sa course, la tige du piston doit avoir une longueur sensiblement égale à celle du moule, il en résulte que cette tige de piston doit pouvoir faire saillie dans le prolongement du moule sur une longueur approximativement égale à la longueur de celui-ci lorsque le piston arrive en fin de course après avoir parcouru la longueur du moule. En conséquence, pour son fonc tionnement, il faut installer le moule dans un local dont l'une des dimensions est au moins égale à deux fois la longueur du moule, cette longueur pouvant être relativement grande lorsqu'il s'agit par exemple de fabriquer des mats de bateau. L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé antérieurement connu a donc un coefficient d'occupation au sol relativement important.En outre, étant donné que la tige de piston doit être relativement rigide pour permettre un contr8le de la vitesse de déplacement du piston, il n'est pas possible de réaliser par cette technique connue des pièces profilées de longueur relativement grande et présentant une certaine courbure, comme par exemple des crosses de candélabres ou toute autre pièce profilée ayant une courbure variable pouvant meme s'inverser. La présente invention a pour but de fournir un procédé pour le moulage des pièces profilées en résine synthétique, permettant de chassavrs au cours du moulage, l'air occlus dans la résine synthétique et dans son renfort éventuel, sans cependant présenter les inconvénients de la technique antérieure décrite ci-dessus. A cet effet, le procédé selon l'invention est#ca- ractérisé en ce qu'il consiste à introduire le mandrin souple gonflable à une extrémité du moule et à le faire se déployer de ladite extrémité jusqu'à l'autre extrémité du moule en le gonflant à l'aide d'un fluide sous pression. Ainsi que cela est connu en soi, une gagne de protection peut être interposée entre la résine et le mandrin gonflable, lequel est alors introduit à l'intérieur de la gaine de protection à une extrémité de celle-ci. La gaine de protection peut être ouverte à son extrémité opposée à celle par laquelle le mandrin est introduit; dans ce cas, elle ne sert qu'à faciliter le passage et le déploiement du mandrin gonflable. Selon une variante, la gaine de protection peut Qtre fermée ou présenter un étranglement à son extrémité opposée à celle par laquelle le mandrin est introduit; dans ces conditions, la gaine de protection participe activement à l'application de la résine synthétique contre les parois du moule, comme cela sera expliqué en détail plus loin. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comportant un mandrin souple gonflable et des moyens de gonflage dudit mandrin, est caractérisé essen tiellement en ce que le mandrin est déployable dans une direction. On donnera maintenant une description détaillée d'un mode de réalisation de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention pour le moulage de pièces profilées en résine synthétique. La figure 2 est une vue du dispositif représenté sur la figure 1, suivant la flèche F de cette figure 1. Les figures 3a et 3b assemblées suivant la ligne AB, montrent, à plus petite échelle, le dispositif représenté sur la figure 1 et adapté à l'une des extrémités d'un moule, ainsi qu'un dévidoir à partir duquel le mandrin déployable est déroulé au fur et à mesure de son déploiement. Le dispositif selon l'invention, représenté sur les figures 1 et 2, est destiné à Qtre adapté à l'une des extrémités d'un moule en dssux parties 1 et 2 ( non représenté sur la figure 2) destiné par exemple à la fabrication des candélabres en résine synthétique armée d'un tissu en fibre de verre. Le dispositif représenté comporte un tube 3, pour le guidage du mandrin gonflable et déployable 4. Le tube 3 comporte une extrémité d'entrée pourvue d'une bride annulaire 3a et une extrémité opposée ou extrémité de sortie 3b. Des moyens de fixation 5 permettent de fixer le tube de telle façon que son extrémité de sortie 3b coïncide sensiblement avec une ouvertu-e 6 prévue à une extrémité du moule 1, 2 pour l'entrée du mandrin 4.Ces moyens de fixation 5 comprennent par exemple deux pattes 7 qui stétendent perpendiculairement à l'axe du tube 3 et sont soudéestangentiellement de part et d'autre de ce tube, en des points diamétralement opposés et deux étriers 8 qui s'étendent dans une direction parallèle à lame du tube 3 et dont les branches sont soudées, à leurs extrémités, aux extrémités des pattes 7. Chaque étrier 8 est lui .même fixé de manière détachable au moyen de deux ensembles boulons-écrous 9 à une bride de fixation 11 soudée sur le demi-moule 1 ou 2. Le mandrin gonflable et déployable 4 est constitué par une gaine tubulaire ayant une section sensiblement égale ou légèrement supérieure à celle de la pièce à mouler, et une longueur qui est au moins le double de celle de la pièce à mouler. La gaine tubulaire formant le mandrin peut êt;~e par exemple une gaine en polyéthylène de 15/100mes de mm d'épaisseur, d'une qualité analogue à celle qui sert d'ordinaire à fabriquer les sacs ou sachets d'emballage en matière plastique. Une telle gaine tubulaire est commercialisée sous forme de rouleaux contenant 300 à 400 mètres de longueur de gaine enroulée à plat.Comme cela est représenté sur les figures 3a et 3b, un tel rouleau de gaine 12 peut être avantageusement placé sur un dévidoir 13 pour servir de réserve de gaine à partir de laquelle la gaine peut étire -déroulée au fur et à mesure du déploiement du mandrin 4. Si l'on se réfère à nouveau aux figures 1 et 2, l'extrémité d'entrée du tube de guidage 3 est obstrtsée par-un flasque 14 percé en son centre d'un petit trou 15 pour le passage, à l'état froissé sous forme de boudin, de la gaine tubulaire formant le mandrin 4. Afin de permettre le passas go de la gaine tubulaire avec une certaine souplesse, le flasque 14 est en fait réalisé en deux parties, à savoir une partie centrale 16 en forme de disque, en caoutchouc ou autre matière souple analogue, comportant l'orifice 15 en son centre, et une couronne extérieure 17, par exemple métallique, sur laquelle est fixé le disque 16.La partie de la gaine 4 qui pénètre dans le tube 3 à travers le trou 14 est retroussée sur elle-meme et son extrémité est pincée de manière étanche entre la bride annulaire 3a du tube 3 et la couronne extérieure 17 du flasque 14. Le serrage de la couronne 17 sur 1 bride 3a est obtenu au moyen de plusieurs boulons 18 coopérant avec un nombre correspondant de blocs de serrage 19 soudes a intervalles réguliers sur la périphérie du tube de-guidage 3. Pour le gonflage du mandrin 4, le flasque 14, plus précisément sa couronne extérieure 17, est percé d'un certain nombre d'orifices (trois dans l'exemple représenté au des sin) équipés de raccords 21 destinés à être reliés par des conduites 22 à des moyens appropriés de gonflage, par exemple une source d'air comprimé. Comme le montre la figure 1, ces orifices débouchent dans une chambre annulaire 23 formée entre la paroi interne du flasque 14 et la partie retroussée du mandrin 4. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon l'invention à propos d'une opération de moulage d'une pièce profilée telle que par exemple un candélabre, en faisant référence aux figures 3a et 3b. Sur une table, on enduit de résine des tissus de fibres de verre, ceux-ci étant disposés à plat suivant le développé de la forme du candélabre. On place ensuite sur les tissus une gaine de protection (désignée par le numéro de référence 24 dans les figures 1 et 3a), on replie les tissus enduits de résine sur cette gaine et on place; le boudin ainsi formé dans le demi-moule inférieur 2; on place et on verrouille ensuite sur celui-ci le demi-moule supérieur 1 et on fixe sur les brides de fixation 112 à #'aide des boulons 9 (figures 1 et 2) le dispositif décrit plus haut en faisant référence aux figures 1 et 2. On envoie ensuite un fluide sous pression dans la chambre annulaire 23 formée par le mandrin 4, si bien que celui-ci se déploie progressivement, suivant un mouvement analogue à celui d'une manche qu'on retrousse, de l'extrémité droite vers l'extrémité gauche du moule (vu dans la figure 3a). En se déployant, le mandrin 4 plaque la résine et les tissus de renforcement, désignés dans leur ensemble par la référence 25, sur les paros du moule, Simultanément, le mouvement de déploiement du mandrin 4 et la pression exercée par celui-ci sur les tissus et la résine se combinent pour chasser les bulles d'air emprisonnées dans la résine et l'excès de résine vers l'extrémité gauche du moule. La gaine de protection 24 peut être ouverte à sas deux extrémités, auquel cas elle ne sert qu'à faciliter le passage du mandrin, Toutefois, lorsque cela est possible, il peut être avantageux d'utiliser une gaine de protection dont l'extrémité de sortie 24a est fermée ou présente un étranglement, de telle manière que 11 air contenu dans la gaine de protection entre son extrémité 24a et l'extrémité avant du mandrin 4 soit comprimé par ce mandrin au cours de son avancement. Dans ces conditions, la gaine de protection 24 agit pour plaquer légèrement les tissus et la résine 25 contre les parois du moule avant le passage du mandrin 4, facilitant ainsi le travail de débullage effectué par ce mandrin. Cette manière d'opérer facilite le travail du mandrin, mais elle n'est pas nécessaire à son accomplissement. Comme on la vu plus haut, avant de pénétrer dans le dispositif selon la présente invention, le mandrin 4 se présente sous la forme d'une gaine tubulaire plate pouvant être dévidée à partir d'un rouleau 12 porté par un dévidoir 13. Juste avant de passer à travers le trou central du flasque 14, la gaine tubulaire formant le mandrin 4 est froissée manuellement par un opérateur afin de former un boudin 4a de dimensions suffisamment réduites pour pouvoir passer par l'orifice central du flasque 14. La vitesse de développement ou déploiement du mandrin 4 au cours du gonflage se fait par action sur le débit d'air comprimé. Le contrôle du débit d'air peut entre par exemple réalisé par l'opérateur qui, en prenant dans sa main la gaine froissée 4a en arrière du flasque 14, obstrue plus ou moins le trou central de ce flasque. Ainsi, il est possible de jouer sur la fuite d'air comprimé à travers ce t-ous réglant ainsi la vitesse d'avance du mandrin. Lorsqu'un deuxième passage du mandrin à l'intérieur du moule est nécessaires l'air comprimé est maintenu à l'intérieur du mandrin et celui-ci est rembobiné sur le dévidoir 13 au moyen d'une manivelle ou d'un groupe motoréducteur débrayable (non représente qui actionne le dévidoir. On procède de même lorsque l'on désire rembobiner le mandrin après la prise de la résine. Ainsi que cela ressort de ce qui précède le procédé et le dispositif selon la présenteîinvention présentent notamment les avantages suivants par rapport à la technique antérieurement connue 10 Du fait que le mandrin est souple sur la longueur totale nécessaire. au moulage de la pièce profilée, il peut s'adapter non seulement aux variations de section des pièces rectilignes, mais il peut également épouser, le cas échéant, les courbures des pièces courbes, par exemple des crosses de candélabres. 20 Le mouvement du mandrin étant un déploiement, il n'y a pas de glissement de celui-ci dans la gaine de protection, mais seulement application contre celle-ci par pression. Ce mouvement ne peut donc pas provoquer de déplacement des renforts en fibres de verre pendant le moulage. 30 La longueur hors-tout du dispositif selon la présente invention est sensiblement égale à la somme de la longueur du moule 1, 2, de la longueur du tube 3 (qui peut être relativement court), de la distance entre le flasque 14 et le dévidoir 13, et du diamètre de ce dévi doir. La distance entre le flasque 14 et le dévidrir 13 peut entre réduite à celle nécessaire pour permettre une liberté de mouvement à 11 opérateur. Typiquement, cette distance peut être de l'ordre de 1 mètre. De toutes façons, lorsqu'il s'agit de mouler des pièces profilées de très grande longueur, la longueur hors-tout du dispositif selon la présente invention est nettement inférieure à celle d'un dispositif faisant appel, selon la technique antérieure, à un piston de déballage, puisque dans ce cas la longueur hcrs- tout peut atteindre au moine deux fois la longueur du moule. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ci-desssus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 10 Procédé pour le moulage de pièces profilées en résine synthétique éventuellement renforcée par des fibres de verre ou une matière de renforcement similaire, utilisant un moule en deux parties et un mandrin souple gonflable pour appliquer la résine et son renfort éventuel sur les parois du moule, caractérisé en ce qutil consiste à introduire le mandrin souple gonflable à une extrémité du moule et à le faire se déployer de ladite extrémité jusqu'à l'autre extrémité du moule en le gonflant à l'aide d'un fluide sous pression. 20 Procédé selon la revendication 1, utilisant une gaine de protection interposée entre la résine et le mandrin gonflable, caractérisé en ce que le mandrin est introduit à l'intérieur de la gaine ~ de protection à une extrémité de celle-ci. 34 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que vautre extrémité da la gaine de protection est ouverte. 4e Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la gaine de protection est fermée ou présente un étranglement. 5Q Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant un mandrin souple gonflable et des moyens de gonflage dudit mandrin, caractérisé en ce que le mandrin est déployablq dans une direction. 60 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin se présente sous la forme d'une gaine tubulaire déployable dans le sens de sa longueur suivant un mouvement analogue à celui d'une manche que l'on retrousse. 70 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tube de vidage du mandrin ayant une extrémité d'entrée pourvue d'une douille annulaire et une extrémité de sortie, un flasque pour fermer l'extrémité d'entrée du tube de guidage, ce Flasque comportant un petit trou en son centre pour le passage à létat froissé de la gaine formant mandrin, la partie de la gaine qui pénètre dans le tube à travers le trou central du flasque étant retroussée sur e7le-mEme et son extrémité étant pincée de manière étanche entre la bride annulaire du tube-guide et le flasque de fermeture. 80 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le flasque comporte en outre au moins un orifice destiné à être raccordé aux moyens de gonflage et débouchant dans le tube-guide dans une chambre annulaire formée entre la paroi interne du flasque et la partie retroussée de la gaine tubulaire. 90 Dispositif elon la revendication 7 ou 8, carac risé en ce que le tube comporte des moyens pour sa fixation sur le moule utilisé pour le moulage des pièces profilées. 100 Dispositif selon l'une quelconque des revendi catiot,s 7 à 9, caractérisé en ce que, avant d'être froissé pour passer à travers le trou central du flasque, la gaine tubulaire se présente sous la forme d'une gaine plate stockée sous la forme d'un rouleau pouvant être déroulé progressivement à partir d'un dévidoir au fur et à mesure du gonflage du mandrin.