Brevet FR2292577A1 — publié le 19760625

La présente invention se réfère à la fabrication de boules ou boulets recouverts de caoutchouc ou élastomère analogue, du genre utilisés en guise de clapets dans les canalisations de liquide. On sait que ces boules comprennent en principe un noyau solide qu'an recouvre d'un élastomère tel que le caoutchouc. La réalisation de la couche de recouvrement s'effectue traditionnellement par compression, ctest-à-dire qu'an comprime l'2me et la quantité appropriée de caoutchouc non vulcanisé à l'intérieur d'un moule chauffant qui assure la vulcanisation de ce caoutchouc sous forme de couche continue. Cette fabrication donne de bons résultats, mais elle pose de nombreux problèmes et s'avère donc finalement très lente et très conteuse. On est notamment obligé d'assurer le centrage précis de l'Ame dans le moule de compression, ce qui implique des systèmes de doigts rétractables très compliqués. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et à permettre d'établir des boules ou boulets rev#tus d'élastomère par des moyens simples et avec une cadence très rapide. Conformément à l'invention lton utilise en guise de noyau une sphère comportant une nervure équatoriale, laquelle peut résulter très simplement de la jonction par soudure ou analogues de deux hémisphères métalliques emboutis. On moule d'abord par injection de caoutchouc ou autre élastomère un hémisphère creux pourvu sur son bord dtune rainure intérieure propre à recevoir substantiellement la moitié de l'epaisseur de la nervure équatoriale de la sphère de noyau, puis dans un second moule, convenablement prévu à cet effet, on dispose l'hémisphère creux précité dans lequel on engage la sphère de manière que sa nervure vienne se centrer dans la rainure de lthémisphère, on recouvre cette cavité d'une autre de forme sphérique, à profil symétrique de celui de la surface extérieure de lthémisphère d'élastomère et lton injecte à l'intérieur de cette seconde cavité de l'élastomère qui vient se souder avec le bord de l'hémisphère creux pour constituer avec celui-ci un recouvrement d'épaisseur régulière à l'intérieur duquel la sphère de noyau est entièrement enclose. La boule ou boulet désiré est alors terminé. On a bien entendu avantage à traiter préalablement la surface de la sphère de noyau pour que la couche d'élastomère injectée y adhère fortement. Il est notamment possible d'utiliser à cet effet tous procédés connus pour assurer l'adhérence du caoutchouc au mé- tal. On peut avantageusement agencer des moules multiples compor tant un nombre pair d'éléments, les uns servant au moulage des hémisphères creux et les autres au surmoulage final. On comprend qu'on double alors la cadence de production pour une meme presse à mouler, puisque pendant un meme temps lton effectue la vulcanisation ou cuisson des deux parties du recouvrement final. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qutelle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. I montre en coupe un moule élémentaire propre à réaliser la première phase de moulage, savoir celle aboutissant à la fabrication d'un hémisphère creux en caoutchouc ou autre élastomère. Fig. 2 est une vue de cEté avec arrachement représentant l'hémisphère obtenu par le moyen du moule de fig. 1. Fig. 3 est une vue d'une sphère métallique creuse destinée à autre introduite dans l'hémisphère creux suivant fig. 2. Fig. 4 est une coupe semblable à celle de fig. 1, mais représentant un autre moule élémentaire destiné à la seconde phase de moulage, ctest-à-dire à al'obtention d'une couche surmoulée sur la sphère métallique et qui se soude à l'hémisphère creux dans lequel cette sphère a déjà été disposée. Fig. 5 représente la boule ou boulet caoutchouté finalement obtenu. Fig. 6 est une vue en plan d'une matrice à quatre empreintes destinée à un moule multiple permettant dteffectuer simultanément la première et la seconde phase de moulage en réduisant ainsi de moitié le temps de vulcanisation ou cuisson nécessaire. En fig. 1 on a représenté en 1 une matrice comportant une cavité hémisphérique la. A cette matrice correspond un plateau portepoinçon 2 dont le poinçon 2a présente une forme hémisphérique de rayon inférieur à celui de la cavité la, la différence étant égale à l'épaisseur de l'hémisphère creux qu'on désire obtenir. On notera qutà la base du poinçon 2a se trouve un bourrelet 2b à profil en quart de cercle, le diamètre extérieur de ce bourrelet étant inférieur à celui de la cavité la. Le plateau 2 comporte un canal d'injection 2c qui débouche au sommet du poinçon hémisphérique 2a par une ouverture à diamètre réduit, à la façon usuelle dans les moules d'injection. Le moule de fig 1 comporte d'autre part des dispositifs de chauffage de type connu qui permettent de le maintenir à la température voulue pour la cuisson ou vulcanisation de ltélastomère. Lorsque le moule est en service, on applique d'abord à la presse le plateau 2 contre la matrice 1 de manière que le poinçon hémisphérique 2a vienne se centrer à l'intérieur de la cavité la, puis par le canal 2a on injecte dans l'espace intermédiaire un élastomère à ltétat visqueux, tel que du caoutchouc non vulcanisé. On maintient ensuite le moule fermé pendant un temps prédéterminé (par exemple de l'ordre de quelques minutes) pour assurer la vulcanisation ou cuisson de l'élastomère. Après ouverture du moule, on peut alors retirer du poinçon 2a un hémisphère creux 3 (fig. 2) fait en caoutchouc ou autre et dont le bord comporte une rainure 3a à profil en quart de cercle. On a préparé par ailleurs une sphère métallique 4 comportant une nervure équatoriale 4a à profil semi-circulaire. Une telle sphère s'obtient aisément par soudure de deux hémisphères emboutis, le cordon de soudure étant convenablement établi ou usiné après coup pour constituer la nervure 4a. Le rayon de cette sphère est égal à celui du poinçon hémisphérique 2a de fig. 1 et sa nervure 4a est dimensionnée de façon à correspondre au double du bourrelet 2b de ce poinçon. La première phase de moulage étant ainsi réalisée, on passe à la seconde pour laquelle on utilise le moule de fig. 4. Celui-ci comprend une matrice 1 avec cavité hémisphérique la, rigoureusement identique à la matrice 1 de fig. 1. On dispose dans cette cavité la l'hémisphère creux 3 de fig. 2 et dans cet hémisphère on engage la sphère métallique 4, sa nervure 4a venant se loger à demi-hauteur dans la rainure 3a de lthémisphère. A cette matrice correspond alors une contre-matrice 5 comportant une cavité Sa rigoureusement identique à la cavité la, mais orientée à l'opposé de celle-ci, un canal dtinjection 5b venant déboucher au sommet de cette cavité Sa. On abaisse la contre-matrice 5 sur la matrice 1, les choses étant prévues de manière que les deux empreintes la et Sa viennent se correspondre exactement, puis par le canal 5b on injecte à nouveau du caoutchouc ou autre élastomère à ltétat visqueux qui vient remplir l'espace intermédiaire entre la moitié supérieure de la sphère 4 et la paroi de la cavité Sa en se soudant simultanément au bord de l'hémisphère 3. On laisse ensuite l'élastomère ainsi injecté se vulcaniser en place, comme au cours de la première phase. Après démoulage on obtient une boule ou boulet 6 (fig. 5) qui se présente à l'état fini, sauf pour une petite zone de joint 6 très facile à ébavurer à la meule. Cette boule constitue l'article dé siré. On conçoit qu'il est avantageux de traiter préalablement lasurface de la sphère 4 de façon que le caoutchouc ou autre élastomère adhère sur elle, mais cela n'est cependant pas essentiel. On remarquera que dans le procédé qu'on vient de décrire il y a deux phases successives de cuisson ou vulcanisation lesquelles ont une durée notable. On peut donc améliorer considérablement la mise en oeuvre de ce procédé en utilisant un moule multiple comprenant un nombre pair d'éléments,les uns correspondant au moule de fig. 1 et les autres à celui de fig. 4. De cette manière on assure simultanément les deux temps de cuisson qui correspondent respectivement à la première et à la seconde phase de moulage. C'est ainsi qu'en fig. 6 on a représenté en plan un plateau inférieur 11 comportant quatre cavités de moulage la dont deux sont destinés à la première phase et deux à la seconde. A ce plateau inférieur correspond un plateau supérieur comportant deux poinçons tels que 2a et deux cavités telles que Sa. On peut éventuellement aller plus loin en notant qu'en fig. 1 et 4 on utilise la meme cavité inférieure la. Si donc on peut agencer un système d'extraction qui, lors de l'ouverture du moule élémentaire suivant fig. 1, maintienne l'hémisphère moulé à l'intérieur de la cavité la en la détachant du poinçon 2a, on peut faire déplacer le plateau inférieur du moule multiple afin que cet hémisphère vienne se trouver au-dessous d'une contre-matrice Sa. Dans le cas de fig. 6 cela correspond à faire tourner le plateau 11 d'un quart de tour après chaque opération. Il doit d'ailleurs entre entendu que la description qui précède nta été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en-remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de boules ou boulets recouverts d'un élastomère tel que le caoutchouc, notamment destinés à servir de clapet dans une canalisation à liquide, du genre comprenant un noyau sphérique solide enrobé par moulage dans une masse de cet élastomère, caractérisé en ce que - au cours d'une première phase on moule par injection de ltélastomère désiré un premier hémisphère creux pourvu sur son bord d'une rainure intérieure ;; - l'on utilise en guise de noyau une sphère comportant une nervure équatoriale, cette sphère étant dimensionnée de façon à correspondre à ltespace intérieur du premier hémisphère creux et sa nervure équatoriale venant se loger en partie dans la rainure intérieure de l'hémisphère - l'on surmoule sur l'ensemble du premier hémisphère creux et de la sphère un second hémisphère creux qui vient se souder au premier en enrobant la nervure. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sphère utilisée comme noyau est obtenue à partir de deux hémisphères métalliques emboutis assemblés par un cordon de soudure conformé de manière à réaliser la nervure équatoriale. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'an traite la surface de la sphère à la façon connue pour assurer l'adhérence de l'élastomère. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'on effectue les deux phases de moulage à l'aide d'un meme moule multiple comprenant un nombre pair d'éléments dont les uns comportent une cavité et un poinçon pour réaliser le premier hémisphère et les autres deux cavités symétriques l'une de l'autre pour réaliser l'hémisphère de surmoulage. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait comporter au moule multiple une première partie comportant des cavités hémisphériques au rayon extérieur de la boule à obtenir, une seconde partie présentant alternativement un poinçon propre à coopérer avec une cavité de la première partie pour mouler un premier hémisphère creux avec sa rainure, et une cavité au rayon de la boule à obtenir en vue d'assurer la phase de surmoulage, tandis que prévoit des moyens d'extraction pour que les premiers hémisphères creux restent dans la cavité dans laquelle ils ont été mou lés, ainsi que des moyens pour décaler angulairement la première partie afin que les premiers hémisphères creux puissent recevoir les noyaux sphériques en vue de la phase de surmoulage. 6. Outils propres à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent. 7. Boules ou boulets, notamment destinés à servir de clapet, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent.