Brevet FR2470668A1 — publié le 19810612

La présente invention concerne des moules permettant de réaliser des éléments profilés et des châssis de menuiserie extérieure de bâtiment,en matière plastique, notamment en polyuréthanne. L'invention couvre également les menuiseries ainsi obtenues. Dans le domaine du moulage des matières plastiques en vue de la réalisation de profilés et de châssis ouvrants et dormants, on connaît à l'heure actuelle des menuiseries obtenues à l'aide de moules comprenant essentiellement deux demi-moules dont chacun est taillé de manière à présenter directement le profil désiré et peut comporter des rallonges de mise à longueur. Il est clair que ce genre de moule est particulièrement onéreux et que le produit obtenu doit ensuite être rectifié, notamment au niveau des joints entre les rallonges. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un moule dans lequel les demi-moules ne comportent pas de rallonges et permettent l'obtention d'une large variété de profilés pour un prix de revient très faible tout en étant faciles à réaliser. Selon l'invention, un moule pour réaliser des éléments profilés de châssis de menuiserie extérieure de bâtiment, en matière plastique moulée, notamment en polyuréthanne haute densité à structure fine et à peau intégrée, du type comprenant des demi-moules supérieur et inférieur séparés par un plan de joint, respectivement associés à des moyens de serrage tels que les plateaux inclinables d'une presse et déterminant ensemble l'empreinte d'un élément de châssis pouvant comporter un noyau raidisseur, est essentiellement caractérisé par le fait que chaque demi-moule comprend un sabot, dont la face extérieure comporte des moyens de fixation amovible et dont la face intérieure est parallèle au plan de joint et forme le fond de l'empreinte, et des organes interchangeables de détermination de profil respectivement fixés sur la face intérieure du sabot de part et d'autre de l'élément à mouler, les sabots et éventuellement certains organes de détermination de profil comportant un ou plusieurs conduits pour la circulation d'un fluide de préchauffage et de refroidissement destiné à maintenir la température de for mat ion de la matière moulée à une valeur sensiblement constante. Selon d'autres caractéristiques : - les sabots et les organes de détermination de profil sont constitués par un alliage léger et viennent directement de filage ; - les organes de détermination de profil comportent des empreintes auxiliaires permettant la mise en place de pièces métalliques destinées à être rendues solidaires de l'élément de châssis lors du moulage, le moule comprenant éventuellement un ou plusieurs organes interchangeables supplémentaires, pouvant coulisser parallèlement au plan de joint et fixés sur des vérins latéraux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une vue en coupe transversale à échelle réduite des parties essentielles d'un moule pour éléments profilés selon l-'invention ; la figure 2 représente une vue en coupe brisée partielle, à échelle réduite, d'une partie angulaire d'un demimoule pour châssis monoblocs selon l'invention ; et la figure 3 représente une vue de dessus à échelle très réduite des éléments essentiels de la partie angulaire correspondant à la co#upe visible sur la figure 2. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à la figure 1, un moule selon 1 'in- vention est du type comprenant des demi-moules supérieur et inférieur, désignés dans leur ensemble par 1 et par 2 et séparés par un plan de joint 3. Ces deux demi-moules sont respectivement associés à des moyens de serrage tels que les plateaux d'une presse, qui ne sont pas représentés sur les dessins et qui sont de préférence inclinables et orientables. Lors du serrage, les demi-moules 1 et 2 déterminent ensemble l'empreinte d'un élément de châssis, qui est désigné par 4 et qui peut comporter un noyau raidisseur 5. Ce noyau raidisseur est de préférence creux et constitué par de l'acier et, en fonction du profil prévu pour l'élément moulé 4, il peut comporter une ou plusieurs ailes rapportées 6. Les divers éléments profilés de châssis de menuiserie extérieure de bâtiment qui peuvent être réalisés selon l'invention sont constitués par une matière plastique moulée, de préférence un polyuréthanne haute densité à structure fine et à peau intégrée, comme cela sera expliqué plus en détail ci-après. Selon l'invention, le demi-moule supérieur 1 comprend un sabot 7 dont la face extérieure 8 comporte des moyens de fixation amovible, qui seront détaillés en se référant à la figure 2, et dont la face intérieure 9 est parallèle au plan de joint 3 et forme le fond supérieur de l'empreinte, c est-à-dire la face supérieure 10 de l'élément moulé 4. De la même manière, le demi-moule inférieur comprend un sabot 11 dont la face extérieure 12 comporte des moyens de fixation amovible et dont la face intérieure 13 est parallèle au plan de joint 3 et forme le fond inférieur de l'empreinte, c'est-à-dire la face inférieure 14 de l'élément moulé 4. En outre, des organes interchangeables de détermination de profil sont respectivement fixés sur la face intérieure 9 ou 13 de chacun des sabots 7 et 11, de part et d'autre de l'élément 4 à mouler. A titre d'exemple, des organes 15 et 16 de détermination de profil sont fixés sur la face intérieure 9 du sabot supérieur 7, tandis que des organes 17 et 18 sont fixés sur la face intérieure 13 du sabot inférieur 11. Du fait que tous ces organes de détermination de profil sont interchangeables en fonction du profil à obtenir pour l'élément moulé, ils sont fixés sur leurs sabots respectifs, de préférence par des vis représentées par des traits mixtes 19, comme cela sera expliqué plus en détail en se référant à la figure 2. Il est à noter que les organes interchangeables en regard, appartenant aux deux demi-moules, tels que les organes 15 et 17, forment le plan de joint 3 tout en déterminant les flancs de l'empreinte. Lorsque cela est nécessaire, les organes de détermination de profil peuvent comporter des empreintes auxiliaires permettant la mise en place de pièces métalliques,telles que des paumelles et des éléments de crémone, destinées à être rendues solidaires de l'élément de châssis lors du moulage. A titre d'exemple, l'organe interchangeable 18 comporte une empreinte auxiliaire 20 permettant la mise en place d'un porte-joint 21, qui peut être un profilé en alliage léger, l'élément profilé 4 pouvant alors être une pièce d'appui de dormant. Dans le cas précIté, le moule peut comprendre un ou plusieurs organes interchangeables supplémentaires, tels que l'organe 22, destinés à la fois à déterminer une partie des flancs de l'empreinte et à maintenir la ou les pièces métalliques en place avant et pendant le moulage. Pour permettre le démoulage, il est généralement nécessaire que chaque organe supplémentaire puisse coulisser parallèlement au plan de joint et soit fixé sur des vérins latéraux (non représentés), appartenant par exemple à la presse précédemment mentionnée. De préférence, un organe supplémentaire tel que l'organe 22 est associé au demi-moule inférieur 2 et sa face supérieure forme le plan de joint avec l'organe en regard appartenant au demi-moule supérieur 1. Selon une particularité essentielle de l'invention, les sabots 7 et 11 et éventuellement certains organes de détermination de profil, tels que l'organe relativement massif 15, comportent un ou plusieurs conduits 23 pour la circulation d'un fluide de préchauffage et de refroidissement destiné à maintenir la température de formation de la matière moulée à une valeur sensiblement constante. Dans le cas du polyuréthanne, on sait que la formation de la matière moulée s'accompagne d'une réaction exother-mique atteignant environ 1800C et que l'épaisseur de la peau est fonction de la température à laquelle on maintient le moule. Dans ces conditions, on préfère généralement préchauffer le moule à une température de l'ordre de 550C avant d'injecter les composants du polyuréthanne et l'onmaintient cette température sensiblement constante pendant toute l'opération de moulage et de formation de l'élément moulé. Par ailleurs, il est possible de traiter le noyau raidisseur 5 avec un produit de liaison destiné à éviter le décollement du polyuréthanne par rapport à l'acier, compte tenu des différences de coefficient de dilatation de ces deux matériaux. Selon une autre particularité de l'invention, les sabots 1 et 2 ainsi que les organes de détermination de profil, tels que les organes 15 à 18 et 22, sont constitués par un alliage léger permettant des échanges thermiques rapides, par exemple le duralumin, et viennent directement de filage. Compte tenu de la résistance mécanique des filières et de la masse des sabots, chacun de ces derniers est filé de manière à comporter de préférence une chambre centrale 24 et deux chambres latérales 25 encadrant respectivement deux conduits 23.En outre, la face extérieure 8 ou 12 de chacun des sabots 1 et 2 présente de préférence une rainure de centrage rectangulaire 26 et deux rainures latérales en T 27, qui constituent les moyens de fixation amovible précédemment mentionnés et sont destinées à recevoir la tête d'organes de fixation rendus solidaires des moyens de serrage tels que les plateaux d'une presse. Toutefois, la finalité de ces diverses chambres et rainures venues directement de filage sera mieux comprise ci-après en se référant à la figure 2. D'une façon générale, du fait que toutes les parties essentielles du moule selon l'invention sont fabriquées par filage, il est possible d'obtenir des moules de grande longueur et, par conséquent, des éléments profilés présentant eux-mêmes une longueur importante, ces derniers pouvant ensuite être tronçonnés si nécessaire. Cependant, le moule décrit jusqu'ici en se référant à la figure 1 est de préférence destiné à la réalisation simultanée de plusieurs éléments profilés de même profil, présentant chacun une longueur donnée et des extrémités droites ou d'onglet. Dans ce cas, le moule selon l'invention présente une grande longueur et comporte des pièces de séparation, non représentées, à section droite correspondant à celle de l'empreinte et à extrémités respectivement droites ou d'onglet.Les éléments profilés ainsi obtenus peuvent être assemblés avec d'autres éléments profilés présentant respectivement des profils convenables pour former des menuiseries extérieures de bâtiment, notamment des dormants. I1 est clair que ces autres éléments profilés sont réalisés au moyen d'un moule selon l'invention dans lequel les organes interchangeables de détermination de profil ont été remplacés selon les profils désirés. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est possible d'assembler quatre moules du type précédemment décrit, de manière à obtenir un moule composite destiné à la réalisation simultanée de quatre éléments profilés à profils identiques ou différents formant un cadre ou châssis rectangulaire monobloc, par exemple un ouvrant, utilisable directement en menuiserie extérieure de bâtiment. Dans ce cas, les quatre demi-moules supérieurs et les quatre demi-moules inférieurs présentent de préférence des extrémités d'onglet et sont assemblés deux à deux à l'aide de dispositifs de maintien et éventuellement de dispositifs anti-flexion de telle manière que, compte tenu de la longueur des demi-moules, les joints d'onglet respectifs sont rendus hermétiques sous l'effet de la dilatation à la température de moulage. En se référant aux figures 2 et 3, une partie angulaire d'un demi-moule composite inférieur selon l'invention comprend deux demi-moules inférieurs 2a et 2b assemblés selon un plan de joint d'onglet 28. Ces demi-moules comprennent évidemment des sabots respectifs lla et llb, qui sont identiques aux sabots précédemment décrits, et des organes associés de détermination de profil 29 et 30, qui ont été enlevés sur la figure 3 et sont représentés schématiquement sur la figure 2. Il est à noter que ces organes interchangeables 29 et 30, qui présentent un profil correspondant à celui de l'élément profilé désiré, déterminent un plan de joint 3 parallèle à la face supérieure 13a, 13b des sabots respectifs, comme précédemment décrit en se référant à la figure 1. De préférence, la position exacte des organes interchangeables 29 et 30 par rapport à leur sabot associé lla est déterminée au moyen de pions de centrage 31. Les organes 29 et 30 sont fixés sur ledit sabot lla à l'aide de vis 32 les traversant, dont la tête est noyée dans l'organe associé et dont la partie filetée se visse, soit directement dans le sabot, soit de préférence dans une baguette ou un plat de raidissement 33 logé dans la chambre 25. Comme indiqué précédemment, les demi-moules ainsi obtenus sont assemblés deux à deux à l'aide de dispositifs de maintien. Selon l'invention, chaque dispositif de maintien comprend essentiellement un organe de centrage tel qu'une équerre 34 en acier, dont chacune des deux pattes se loge dans la rainure rectangulaire 26 de l'un des sabots, et un ensemble cornier 35 destiné au maintien desdits sabots et fixé sur les moyens se serrage. L'ensemble cornier 35 peut être du type mécanosoudé à équerres et nervures de raidissement et il est en principe disposé à l'extérieur des demi-moules concernés 2a et 2b, de manière à porter à la fois contre les sabots lla et llb et contre leurs organes interchangeables 29 et 30, éventuellement jusqu'au niveau de leur plan de joint 3 ou audelà. Pour faciliter le montage sur des moyens de serrage tels que les plateaux d'une presse, il peut être prévu de monter chaque demi-moule composite sur une platine 36 avant de rendre cette dernière solidaire de l'un des plateaux de la presse. Dans ce cas, l'équerre de centrage 34 et l'ensemble cornier 35 peuvent être respectivement fixés sur la platine 36 à l'aide de vis 37 et 38. En outre, il est possible de monter des baguettes ou des plats de raidissement et de fixation 39 dans les rainures en T 27 et de les maintenir à l'aide de vis 40 traversant la platine 36. Du fait que les quatre demi-moules ainsi montés peuvent présenter des longueurs importantes et que leurs extrémités sont maintenues comme indiqué précédemment, leurs parties intermédiaires sont susceptibles de se déformer sous l'effet de la dilatation. Dans ce cas, on peut utiliser des plats s'encastrant dans la rainure rectangulaire 26 ainsi que des dispositifs anti-flexion, non représentés, constitués par des organes rendus solidaires des moyens de serrage ou de la platine 36 et portant de part et d'autre contre les parties intermédiaires des demi-moules. En outre, il est possible de monter les dispositifs de maintien et les éventuels dispositifs anti-flexion lorsque la température de l'ensemble des moules est d'au moins 400C, ce qui permet d'éviter des déformations trop importantes sous l'effet de la dilatation à la température normale de travail. A cet égard, le circuit de préchauffage et de refroidissement peut être raccordé et commandé séparément pour chacun des demi-moules concernés de manière à mieux tenir compte des masses relatives de la matière en cours de moulage et de l'alliage léger afin que l'on obtienne une température plus uniforme pour Ensemble du moule composite. Lorsqu'on utilise une presse à plateaux inclinables et orientables, on place évidemment le trou d'injection au niveau le plus bas et le trou d'évent au niveau le plus haut, l'angle du moule par rapport à l'horizontale étant généralement de l'ordre de 600. D'après ce qui précède, l'utilisation d'un moule composite tel que décrit permet d'obtenir un châssis rectangulaire monobloc à éléments profilés qui est directement utilisable en menuiserie extérieure de bâtiment moyennant un simple ébavurage des plans de joint d'onglet, devant être effectué uniquement au niveau des faces supérieure et inférieure 10 et 14 du cadre ainsi obtenu. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'on pourra y apporter toute modification, dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Moule pour réaliser des éléments profilés de châssis de menuiserie extérieure de bâtiment, en matière plastique moulée, notamment en polyuréthanne haute densité à structure fine et à peau intégrée, du type comprenant des demi-moules supérieur et inférieur, séparés par un plan de joint, respectivement associés à des moyens de serrage tels que les plateaux inclinables d'une presse et déterminant ensemble l'empreinte d'un élément de châssis pouvant comporter un noyau raidisseur, moule caractérisé par le fait que chaque demi-moule comprend un sabot, dont la face extérieure comporte des moyens de fixation amovible et dont la face intérieure est parallèle au plan de joint et forme le fond de l'empreinte, et des organes interchangeables de détermination de profil respectivement fixés sur la face intérieure du sabot de part et d'autre de l'élément à mouler, les sabots et éventuellement certains organes de détermination de profil comportant un ou plusieurs conduits pour la circulation d'un fluide de préchau-ffage et de refroidisseeent destiné à maintenir la température de formation de la matière moulée à une valeur sensiblement constante. 2. Moule suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les sabots et les organes de détermination de profil sont constitués par un alliage léger et viennent directement de filage. 3. Moule suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les organes de détermination de profil comportent des empreintes auxiliaires permettant la mise en place de pièces métalliques destinées à être rendues solidaires de l'élément de châssis lors du moulage, le moule comprenant éventuellement un ou plusieurs organes interchangeables supplémentaires, pouvant coulisser parallèlement au plan de joint et fixés sur des vérins latéraux. 4. Moule suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de fixation amovible associés à la face extérieure de chaque sabot comprennent des rainures en T ménagées par filage dans ladite face extérieure et destinées à recevoir la tête d'organes de fixation rendus solidaires des moyens de serrage. 5. Moule suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à la réalisation simultanée de plusieurs éléments profilés de même profil, présentant chacun une longueur donnée et des extrémités droites ou d'onglet, caractérisé par le fait qu'il présente une grande longueur et comporte des pièces de séparation à section droite correspondant à celle de l'empreinte et à extrémités respectivement droites ou d'onglet. 6. Moule composite comportant quatre moules suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et destiné à la réalisation simultanée de quatre éléments profilés à profils identiques ou différents formant un châssis rectangulaire monobloc, caractérisé par le fait que les quatre demi-moules supérieurs et les quatre demi-moules inférieurs présentent des extrémités d'onglet et sont assemblés deux à deux à l'aide de dispositifs de maintien et éventuellement de dispositifs anti-flexion de telle manière que, compte tenu de la longueur des demi-moules, les joints d'onglet respectifs sont rendus hermétiques sous l'effet de la dilatation à la température de moulage. 7. Moule composite suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque dispositif de maintien comprend une équerre en acier, dont chacune des deux pattes est disposée dans une rainure venue de filage avec la face extérieure du sabot associé, et un ensemble cornier fixé sur les moyens de serrage, à l'extérieur des extrémités des deux demi-moules concernés, et portant contre les sabots et leurs organes interchangeables, éventuellement jusqu'au niveau du plan de joint ou au-delà, des baguettes de raidissement amovibles pouvant être logées dans des chambres venues de filage avec les sabots. 8. Moule composite suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que les dispositifs anti-flexion sont constitués par des organes rendus solidaires des moyens de serrage et portant de part et d'autre contre les parties intermédiaires des demi-moules situées entre leurs extrémités. 9. Elément profilé réalisé au moyen d'un moule suivant la revendication 5. 10. Châssis rectangulaire monobloc à éléments profilés, réalisé au moyen d'un moule suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8.