Brevet FR2500363A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne d'une manière générale la fabrication de pièces de structure composite comportant au moins un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures, notamment pour la constitution d'amortisseurs de vibration, et vise plus particulièrement le cas où l'une des ferrures entoure l'autre. Il est possible d'envisager la fabrication de telles pièces de manière analogue à celle des pièces entièrement en matière caoutchouteuse. Ces dernières sont généralement fabriquées par moulage à chaud de la matière caoutchouteuse dans une empreinte métallique. Le matériau de l'empreinte et la matière caoutchouteuse ont le plus souvent des coefficients de dilatation sensiblement différents, celui du matériau de l'empreinte étant généralement moins important que celui de la matière caoutchouteuse, par exemple, exprimés en unités arbitraires, respectivement un et deux ; cette différence entre coefficients de dilatation provoque un retrait plus important pour la matière caoutchouteuse que pour l'empreinte. Par exemple, lors d'un moulage à l300C, la différence de dilatation est telle qu'à froid la pièce en matière caoutchouteuse obtenue a des dimensions sensiblement plus faibles que celles de l'empreinte. Afin de remédier à ces inconvénients, on majore "à l'estime" les dimensions de l'empreinte. Cette majoration, de l'ordre de 1,5% à 2,5%, dépend notamment du taux de charge, de la température, de la pression, des dimensions, et est le plus souvent le fruit de l'expérience du fabricant. Cette méthode peut donner de bons résultats, mais son application aux pièces à ferrures est difficile. En effet, les pièces à ferrure sont généralement du type "adhérisées" et fabriquées par surmoulage sous presse de la ferrure par du caoutchouc non vulcanisé (avec un agent d'adhé- risation), la vulcanisation se produisant au moulage. Dans le cas des pièces "sandwich", le retrait de la matière caoutchouteuse est contrarié dans la région des des ferrures; aussi, globalement, observe-t-on un retrait en chaînette sur les côtés, essentiellement, bien que la cote en hauteur soit également réduite. Dans le cas de ferrures cylindriques, ou plus généralement de deux ferrures dont l'une entoure l'autre, les faces latérales s'incurvent également, sans qu'il y ait pour autant compensation totale en volume du retrait du caoutchouc par rapport à l'acier des ferrures (2% par exemple). Il se développe donc des forces notables dans le caoutchouc. Si l'adhérisation est correcte, sans plus, il peut se produire alors un décollage sur la surface la plus faible, donc sur la ferrure intérieure. Si l'adhérisation est meilleure, on évite un tel décollage, mais les contraintes demeurent, et il peut parfois en résulter une ovalisation des ferrures. Pour minimiser ces inconvénients, il est possible d'effectuer un rétreint de la ferrure extérieure, ou coquille, avant refroidissement ; mais cette solution entrai ne des coûts de fabrication importants. Il en est de même, si, dans le même but, on effectue un dudgeonnage de la ferrure intérieure. On fabrique également de telles pièces de structure composite comportant un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures cylindriques, sans avoir recours à un surmoulage avec adhérisation, mais par emmanchement ; ce procédé est difficile à mettre en oeuvre et peut ne pas donner des résultats rigoureusement stables ; en effet, il existe des risques que la concentricité des différentes pièces ne soit pas conservée, même au repos, comme on peut parfois le constater sur des pièces en stock en magasin ; de plus, en service, à cause des trépidations auxquelles elles sont soumises, leur emmanchement peut présenter une tendance à se dégrader, l'insert en matière caoutchouteuse ayant une propension à sortir de son logement. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients des procédés connus, et a notamment a cet effet pour objet un procédé, pour la fabrication de pièces de structure composite comportant au moins un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures dont l'une entoure l'autre, caractérisé en ce que l'on moule un premier demi-insert entre une première desdites ferrures contre laquelle on l'adhérise et au moins une coquille de moulage disposée à distance de celle-ci et comportant des creux dans sa paroi en regard de ladite première ferrure, de telle sorte que le premier demiinsert présente des saillies en regard de la coquille de moulage, on retire la coquille de moulage, on met en place la deuxième ferrure à distance du premier demi-insert, et on moule un deuxième demi-insert entre ladite deuxième ferrure contre laquelle on l'adhérise et le premier demi-insert. La pièce de structure composite obtenue, qui est du genre comportant au moins un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures dont l'une entoure l'autre, est caractérisée en ce que ledit insert est constitué en au moins deux parties disposées chacune respectivement contre l'une des ferrures, et comporte une zone frontière d'imbrication et de solidarisation desdites deux parties ou demi-inserts présentant globalement une structure cannelée. Grace au fait que l'on moule l'insert en matière caoutchouteuse en deux opérations, la seconde étant effectuée alors que le caoutchouc moulé lors de la première a repris la température ambiante, il est possible de réduire le retrait de la matière caoutchouteuse environ de moitié, par rapport à un moulage en une seule opération.En outre, le retraits'effectue avantageusement dans la zone frontière d'imbrication et de solidarisation entre les deux demi-inserts, et, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les saillies du premier demi-insert ont des flancs parallèles, ce qui permet de localiser ce retrait dans la région des fonds et des sommets de ces saillies, sans que ce retrait affecte la région des flancs de celles-ci, et sans qu'il en résulte le développement d'une quelconque contrainte entre les demi-inserts et les ferrures. Il en résulte donc une bonne solidarisation des deux demi-inserts entre eux, et une bonne stabilité dans le temps de la géométrie de l'ensemble. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés concernant un mode et une forme de réalisation donnés à titre d'exemple non limitatif, d'une pièce réalisée selon l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue longitudinale à demi-coupée d'une pièce selon l'invention après moulage du premier demiinsert, où une coquille de moulage est représentée en traits mixtes; - la figure 2 est une vue en bout à demi-coupée selon la ligne II-II de la figure 1 de la pièce de cette figure 1 - la figure 3 est une vue longitudinale coupée selon la ligne 111-111 de la figure 4, d'une pièce selon l'invention après moulage du deuxième demi-insert ; - la figure 4 est une coupe transversale de la pièce de la figure 3 selon la ligne IV-IV de cette figure. D'une manière générale, la présente invention concerne la réalisation d'une pièce de structure composite comportant, entre deux ferrures 1, 2 dont l'une entoure l'autre, un insert en matière caoutchouteuse 3. Dans la forme de réalisation plus particulièrement représentée, les deux ferrures 1, 3 sont tubulaires et de forme générale cylindrique de révolution à section circulaire, et elles sont disposées coaxialement ; l'insert 3 a donc également une forme générale cylindrique de révolution à section circulaire, coaxialement aux deux ferrures. Selon l'invention, on moule l'insert 3 en deux phases, de manière à obtenir dans la première phase un premier demiinsert 31, la deuxième phase consistant à mouler le deuxième demi-insert 32 pour obtenir l'insert complet. A cet effet, on dispose coaxialement autour de la ferrure centrale 1, ou ferrure intérieure, une coquille de moulage C, propre à permettre d'injecter, entre elle et la ferrure centrale 1, le mélange caoutchouc nécessaire à la formation du premier demi-insert 31. Cette coquille de moulage C comporte un alésage dont le diamètre intérieur est plus grand que le diamètre extérieur de la ferrure centrale 1 ; la paroi interne de cet alésage, qui est en regard de la ferrure centrale 1, comporte des creux déterminant en pratique des cannelures longitudinales réparties de manière à être régulièrement espacées latéralement les unes des autres.Lorsque l'on moule à haute température entre la coquille de moulage C et la ferrure centrale 1 le mélange caoutchouc préalablement mis en place en l'adhérisant contre ladite ferrure centrale 1, celui-ci grâce au fait que le diamètr intérieur de l'alésage de la coquille de montage C est plus grand que le diamètre extérieur de la ferrure centrale 1, peut passer d'un creux à l'autre de cette coquille de moulage C et ainsi se répartir correctement pour constituer le premier demi-insert.Pour empêcher que le mélange caoutchouc s'échappe par les extrémités de la coquille de moulage C, mais pour permettre néanmoins le passage de la ferrure centrale 1, la coquille de moulage C est munie à ses extrémités d'alésages extrêmes dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur de ladite ferrure centrale 1 à cet endroit ; ces alésages extrêmes sont séparés par une distance au plus égale à la longueur prévue pour l'insert, et de préférence légèrement plus faible, de telle sorte que le premier demi-insert (intérieur) soit plus court que le deuxième demi-insert (extérieur).Dans le cas d'un insert de grande longueur, il est possible de prévoir que les creux de la coquille de moulage C soient réalisés en plusieurs segments disposés longitudinalement bout à bout, en étant séparés par un espace ayant le diamètre de l'alésage central de cette coquille de moulage C ; il est également possible de prévoir plusieurs coquilles de moulage distinctes disposées bout à bout. La réalisation à l'aide de plusieurs coquilles de moulage disposées bout à bout ou/et l'une à la suite de l'autre circonférentiellement permet le démoulage après vulcanisation du caoutchouc. Les creux de la coquille (ou des coquilles) de moulage C déterminent sur le premier demi-insert (figures 1 et 2), à la périphérie de celui-ci dans le cas d'une pièce cylindrique de révolution, des saillies 311, s'étendant longitudinalement, ces saillies présentant une forme complémentaire de celle desdits creux ; les dimensions de ces saillies peuvent être, à cause du retrait au refroidissement du caoutchouc, légèrement inférieures à celles des creux qui les ont formées sans inconvénient. Les creux de la (ou des) coquille(s) de moulage C pouvant, de manière simple, déterminer des cannelures rectilignes ayant leurs deux flancs parallèles, par exemple s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de la pièce, les saillies 311 ont alors leurs deux flancs longitudinaux 3111 rectilignes et parallèles, s'étendant parallèlement audit axe longitudinal.Toutefois, il est possible de prévoir sur la (ou les) coquille(s) de moulage C des creux non linéaires, mais s'étendant longitudinalement de manière hélicoidale pour déterminer sur le premier demi-insert des saillies ou cannelures s'étendant également hélicoidalement ; dans ce cas, il est également possible de prévoir que lesdits creux présentent, en section transversale, des flancs orientés radialement, ce qui entrain que les saillies du premier demi-insert présentent alors en section leurs deux flancs orientés radialement. Les fonds des extrémités des creux et de l'alésage central de la (ou des) coquille(s) de moulage C délimitent les extrémités 312 ou terminaisons des saillies du premier demi-insert.Les interruptions éventuelles desdits creux par une paroi transversale déterminent de la même manière une interruption 313 des saillies correspondantes, qui sont constituées alors en plusieurs parties 311 (au moins deux). Après vulcanisation du caoutchouc, on retire la bules) coquille(s) de moulage C, et, après refroidissement du premier demi-insert ainsi formé 31, on met en place la deuxième ferrure 2, autour de la première et du premier demiinsert 31, et en position coaxiale par rapport à l'ensemble afin qu'au cours du moulage du deuxième demi-insert 32 le mélange caoutchouc puisse s'écouler régulièrement, il est nécessaire de prévoir que le premier demi-insert 31 ait un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur de cette deuxième ferrure 2. Après mise en place de la deuxième ferrure, ici corcen- triquement à la première et au premier demi-insert, on moule et on adhdrise contre cette deuxiAme ferrare 2 le deuxième d#nI-insert 32, par injection entre ladite deuxième ferrure et le premier demi-insert 31 du mélange caoutchouc correspondant.Ce mélange caoutchouc comble alors tout l'espace entre les saillies du premier demi-insert, aussi bien longitudinalement dans le cas de saillies ou cannelures en plusieurs segments, que circonférentiellement (figures 3 et 4) ; il est possible d'obturer momentanément, jusqu'à la vulcanisation du caout chouc, les extrémités de l'alésage de la deuxième ferrure, afin de limiter la longueur de l'insert, de préférence à une longueur plus grande que celle du premier demi-insert. En sectionnant transversalement la pièce composite obtenue, on remarque que, si les deux demi-inserts disposés chacun respectivement contre l'une des ferruresenconsti- tuant conjointement un insert tubulaire sont nettement différenciables de part et d'autre d'une zone frontière d'imbrication et de solidarisation avec adhérence présentant globalement une structure cannelée, la région où s'est effectue le retrait de la matière caoutchouteuse qui les constitue, est très localisée ; en effet, ce retrait s'effectue essentiellement dans la région des fonds des creux et des sommets des saillies du premier demi-insert et non dans celle des flancs de ces dernières. On obtient ainsi un bon centrage permettant une bonne concentricité, et une absence de décollement et d'ovalisation. Sur la figure 4, le retrait et la solidarisation avec adhérence des demi-inserts entre eux ont été volontairement omis du fait qu'il s'agit d'une vue schématique destinée essentiellement à illustrer les phases du procédé de fabrication. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode et aux formes de réalisation ci-dessus décrits et représentés, et on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, la section des ferrures n'est pas nécessairement circulaire et/ou la ferrure centrale n'est pas nécessairement tubulaire ; il peut au contraire s'agir d'une ferrure pleine. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de pièces de structure composite comportant au moins un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures dont l'une entoure l'autre, caractérisé en ce que l'on moule un premier demi-insert (31) entre une première ferrure (1) contre laquelle on l'adhérise et au moins une coquille de moulage (C) disposée à distance de celle-ci et comportant des-creux dans sa paroi en regard de ladite première ferrure, de telle sorte que le premier demiinsert présente des saillies (311) en regard de la coquille de moulage (C), on retire la coquille de moulage (C), on met en place la deuxième ferrure (2) à distance du premier demiinsert (31), et on moule un deuxième demi-insert (32) entre ladite deuxième ferrure contre laquelle on l'adhérise et le premier demi-insert. 2. Procédé selon la revendication 1, pour la fabrication de pièces comportant au moins un insert entre deux ferrures coaxiales, caractérisé en ce que l'on moule un premier demi-insert (31) entre une première ferrure (1) et au moins une coquille de moulage coaxiale (C) comportant des creux de telle sorte que le premier demi-insert (31) présente des saillies (311) de forme complémentaire, on retire la coquille de moulage (C), on met en place la deuxième ferrure (2) coaxialement à la première et au premier demi-insert (31), et on moule un deuxième demi-insert (32) entre ladite deuxième ferrure (2) et le premier demi-insert (31). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on moule autour de la première ferrure (1) le premier demi-insert (31) entre ladite première ferrure (1) et au moins une coquille de moulage (C) comportant des creux de telle sorte que le premier demi-insert présente des saillies périphériques (311), on retire la coquille de moulage (C) on met en place la deuxième ferrure (2) autour de la première et du premier demiinsert (31), et on moule un deuxième demi-insert (32) entre ladite deuxième ferrure (2) et le premier demi-insert (31). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) comportant des creux ayant deux flancs parallèles, afin d'obtenir sur le premier demi-insert (31) des saillies ayant deux flancs (3111) parallèles. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) comportant des creux ayant deux flancs orientés radialement afin d'obtenir sur le premier demi-insert (31) des saillies ayant deux flancs (3111) orientés radialement. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) comportant dans sa paroi en regard de ladite première ferrure (1) des creux s'étendant parallèlement à son axe longitudinal, afin de constituer un premier demi-insert (31) comportant des saillies (311) formant cannelures s'étendant parallèlement audit axe longitudinal. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) coaxiale comportant dans sa paroi en regard de ladite première ferrure cylindrique (1) des creux s'étendant hélicoidalement, afin de constituer un premier demi-insert (31) comportant des saillies (311) formant cannelures s'étendant hélicoldalement. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) comportant dans sa paroi en regard de ladite première ferrure des creux limités à au moins l'une de leurs extrémités par un fond afin de déterminer à cet endroit une terminaison (312) de la saillie du premier demi-insert (31). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on positionne à distance de la première ferrure (1) au moins une coquille de moulage (C) comportant dans sa paroi en regard de ladite première ferrure (1) des creux interrompus par au moins une paroi transversale afin de déterminer au moins une interruption (313) de la saillie constituée alors en au moins deux parties (311) sur le premier demi-insert (31). 10. Pièce de structure composite comportant au moins un insert en matière caoutchouteuse entre deux ferrures dont l'une entoure l'autre, caractérisée en ce que l'insert-(3) est constitué en au moins deux parties (31, 32) disposées chacune respectivement contre l'une des ferrures (1, 2),~et comporte une zone frontière d'imbrication et de solidarisation des deux parties, ou demi-inserts, présentant globalement une structure cannelée.