Brevet FR2581922A1 — publié le 19861121

() RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 581 922 (à nuftliser que pour les INSTITUT NATIONAL commlandes de rod Q Int CI': B 28 B 3/02, 7/34, 21/36. Q DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 ) Date de dépôt: 13 mai 1986.) Demandeur(s) : BUHLER Eugen et Société de droit alle- mand dite: HUTSCHENREUTHER AG - DE. () Priorité: DE. 14 mai 1985, n P3517 463.3. ( Inventeur(s): Eugen Bûhler, Klaus Strobel et Karl Schwarzmeier. Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets > n 47 du 21 novembre 1986. Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: 7) Titulaire(s): () Mandataire(s) Cabinet Germain et Maureau. ) Moule isostatique pour réaliser des ébauches avec une masse céramique. (57 Ce moule comprend deux parties de moule 10. 24 mo- biles relativement en direction l'une de l'autre entre une posi- tion de fermeture et une position d'ouverture, qui définissent entre elles une cavité de moulage 20 dans la position de i fermeture du moule. Dans l'une 10 au moins des parties du moule est prévue une membrane de compression 12 qui définit, sur un côté, une partie de la surface qui limite la cavité de moulage 20 et est soumise, sur l'autre côté, à un fluide q- sous pression. pression, et en particulier un liquide sous pression. Un moule isostatique de ce type est connu par exemple par le DE-PS 31 01 236 de la déposante. Dans le mode de réalisation connu, la membrane de compression a une paroi relativement mince. Cette membrane de compression à paroi mince a été considérée jusqu'ici comme nécessaire du fait que des tensions internes dans le matériau élastomère de la membrane de compression peuvent être ainsi maintenues dans des limites acceptables. Des contraintes de cisaillement et des contraintes de compression interne excessives doivent être évitées dans la membrane de compression pour que le comportement à la déformation de la membrane de compression puisse être parfaitement contrôlé pendant le processus de moulage. D'un autre c6té, une membrane de compression à faible épaisseur de paroi a facilement pour résultat que les contours qui doivent être comprimés par la membrane de compression deviennent flous du fait que la membrane de compression qui est supportée par un agent de pression hydraulique se comporte,pour la masse de moulage contenue dans la cavité de moulage,de façon similaire à un "lit d'eau", c'est-à-dire une masse qui peut se déformer d'une façon non définissable. La présente invention a pour but de constituer un moule isostatique du type indiqué dans le préambule de manière qu'en évitant des tensions internes excessives à l'intérieur de la membrane de 81922 compression, la réalisation de contours définis de façon nette soit possible par la surface de la membrane de compression qui est tournée vers la cavité de moulage. Pour atteindre ce but, il est proposé, selon l'invention, que la membrane de compression comprenne un ensemble d'évidements sur son côté qui est à l'opposé de la cavité de moulage. La présence de ces évidements permet d'une part d'éviter des tensions indésirables dans la membrane de compression. D'autre part, il est possible de faire en sorte que les contours produits par la membrane de compression soient définis, c'est-à-dire que l'on puisse mieux reproduire ces contours d'une ébauche à l'autre. Il s'est également avéré que l'on peut obtenir, grace à la forme selon l'invention donnée à la membrane de compression, des contours précis qu'il n'est pas possible d'obtenir avec des membranes à paroi mince du fait qu'ils "deviennent flous", car la membrane peut présenter une épaisseur de paroi beaucoup plus importante que jusqu'ici sans qu'apparaissent les tensions redoutées et indésirables lors de l'application de la pression. Les évidements peuvent être accessibles au fluide sous pression. Mais ceci n'est pas indispensable; il est également possible que les évidements soient recouverts par une membrane de recouvrement disposée sur l'autre coté, c'est-à-dire sur le côté de la membrane de compression qui est à l'opposé de la cavité de moulage pour que le fluide sous pression ne puisse pas pénétrer dans les évidements. De manière générale, on obtient de bons résultats en ce qui concerne des profilages reproductibles de l'ébauche avec la membrane de compression lorsque les extrémités des évidements qui sont tournées vers la cavité de moulage définissent une surface d'enveloppe approximativement équidistante de la surface limite de la cavité de moulage qui est formée par la membrane de compression. La répartition des évidements sur la membrane de compression peut être déterminée de façon largement empirique, de manière que l'ébauche située à l'intérieur de la cavité de moulage reçoive,par la membrane de compression,une forme déterminée de sa surface. En ce qui concerne l'agencement des évidements, on peut considérer qu'aux endroits o l'on 81922 peut attendre des discontinuités du profil de la surface de l'ébauche qui doit être formée par la membrane de compression s'impose une forte concentration d'évidements et que ces évidements doivent s'étendre en ces endroits de façon que leur axe longitudinal soit aussi parallèle que possible à la direction de la discontinuité du profil. En tenant compte de cette prescription concernant le dimensionnement, on obtient ce résultat qu'à l'endroit o existe une forte concentration d'évidements, le matériau de la membrane de compression peut se déplacer relativement en direction de lui-même des deux cétes de cette région en évitant de fortes tensions internes. En outre, il faut naturellement que la concentration des évidements soit en relation avec la répartition de l'épaisseur de la paroi de la membrane de compression. Quand il s'agit d'un moule isostatique destiné à la réalisation d'ébauches en forme de coquilles, notamment d'éléments de vaisselle en forme de coquilles tels que des plateaux, des plats ou des assiettes, dans lequel les parties de moule sont disposées sensiblement l'une contre l'autre dans la direction relative du mouvement en position de fermeture et la membrane de compression s'étend sensiblement transversalement à la direction du mouvement relatif, il.s'est avéré avantageux dans ce cas que les évidements soient constitués par des canaux sensiblement parallèles à la direction relative du mouvement. D'autre part, quand il s'agit de moules isostatiques destinés à réaliser des ébauches de forme tubulaire dans lesquels les parties de moule sont disposées sensiblement radialement l'une dans l'autre - par rapport à la direction relative du mouvement - dans la position de fermeture du moule et la membrane de compression se présente sous forme d'un tuyau et est disposée radialement entre les parties de moule, il s'est révélé avantageux que les évidements soient constitués par des alésages disposés sensiblement radialement. Normalement, les membranes sont constituées en un matériau caoutchouteux et élastique d'une dureté Shore comprise entre environ 80 et 92; mesurée perpendiculairement à sa surface qui limite la cavité de moulage, l'épaisseur de paroi de la membrane doit être d'au moins 20% environ, et de préférence d'au moins 50% environ de la dimension 81922 linéaire de la cavité de moulage mesurée dans la même direction. La distance entre la surface de l'enveloppe et la surface de la membrane qui limite la cavité de moulage doit être au maximum de 50Z de l'épaisseur de la paroi de la membrane mesurée en direction de cette distance. Les figures annexées permettent d'expliquer l'invention au moyen de modes de réalisation. Sur le dessin: Figure 1 représente un moule isostatique selon l'invention comprenant une partie de moule inférieure (partie de moule isostatique) et une partie de moule supérieure (moitié de gauche) constituée sous forme d'une tête de soufflage, ainsi qu'une partie de moule supérieure (moitié de droite) constituée sous forme d'une tête de compression; Figure 2 représente un détail de la membrane de compression de figure 1, selon une vue en coupe correspondant à celle de la figure 1; Figure 3 est une vue dessous de la membrane de compression des figures 1 et 2; Figure 4 est une vue en coupe d'un moule isostatique destiné à la réalisation d'ébauches de forme tubulaire; Figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la membrane de compression selon figure 4; Figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de figure 5. A la figure 1, une partie de moule inférieure est désignée dans son ensemble en 10. Cette partie de moule inférieure est montée de façon fixe dans le bâti d'une presse à mouler. La partie de moule inférieure 10 comprend une chambre de compression 10a dans laquelle est disposée une membrane de compression 12. La chambre de compression 10a est raccordée à un raccord à fluide sous pression lOc par l'intermédiaire d'un ensemble de canaux 10b. La membrane 12 est fixée à la partie de moule inférieure 10 par un pourtour d'étanchéité 12a et au moyen d'un flasque de fixation 10d. On peut voir, sur la moitié gauche de la figure 1, une tête de soufflage 14 constituée par un corps principal 14a, un corps de moulage central 14b et un anneau d'appui et d'étanchéité 14c. La tête de 81922 soufflage 14 est suspendue par un ensemble de ressorts de compression hélicoïdaux 16 à une armature 18 de la presse, montée verticalement. Une chambre à masse à mouler 14d est constituée au centre à l'intérieur du corps principal 14a et du corps de moulage central 14b de la tête de soufflage 14, la chambre 14d présentant une ouverture d'amenée 14e à son extrémité inférieure. L'ouverture d'amenée 14e débouche dans une cavité de moulage 20 constituée entre la membrane de compression 12 et le corps de moulage central 14b de la tête de soufflage 14. Une chambre annulaire 14f est constituée par le corps principal 14a, le corps de moulage central 14b et l'anneau d'appui et d'étanchéité 14c de la tête de soufflage 14a, cette chambre étant soumise à une source de dépression et raccordée à la cavité de moulage par l'intermédiaire d'une ouverture d'aspiration ayant la forme d'un interstice annulaire 14g. Une pré-ébauche est formée dans la cavité de moulage 20 entre la partie de moule inférieure 10 et la tête de soufflage 14, par aspiration de l'air provenant de la cavité de moulage 20 par l'ouverture d'aspiration en forme d'interstice annulaire 14g et du fait qu'une masse à mouler en céramique pulvérulente, par exemple des grains de porcelaine séchés par pulvérisation, est aspirée dans la cavité de moulage 20 par l'ouverture d'amenée 14e. La répartition de la masse à mouler dans la cavité de moulage 20 peut être facilitée en introduisant de l'air de fluidisation par un un tube d'amenée d'air de fluidisation 14h. Lorsque la cavité de moulage 20 a été ainsi remplie, il est mis fin à l'aspiration et la tête de soufflage 14 est soulevée au moyen de l'armature 18, la pression étanche entre le pourtour d'étanchéité 12a et l'anneau d'appui et d'étanchéité 14c diminuant lentement grâce aux ressorts de compression hélicoïdaux 16. L'égalisation de la pression s'établit alors entre l'atmosphère et la dépression régnant encore éventuellement dans la cavité de moulage 20. La tête de soufflage 14a est ensuite totalement soulevée en direction verticale puis pivotée latéralement, suite à quoi une tête de compression 24 est amenée en alignement avec la partie de moule inférieure 10 (moitié droite de la figure 1) et pressée contre la partie de moule inférieure. Désormais peut avoir lieu la compression isostatique de l'ébauche précomprimée et qui reste sur la membrane de compression 12. Pour obtenir ce résultat, on envoie dans lachambre de compression 10a un fluide sous pression de manière que la membrane de compression 12 soit repoussée vers le haut. Comme on le voit à la figure 2, la membrane de compression 12 est munie d'un ensemble d'évidements 12b qui, en direction du mouvement d'ouverture et de fermeture de la partie de moule inférieure 10 d'une part et de la tête de compression 24 d'autre part, partent de son côté inférieur vers l'intérieur et sont ouverts vers le bas. Ces évidements 12b sont remplis du fluide sous pression lors du remplissage de la chambre de compression hydraulique 10a. Il est montré à la figure 3 que la cavité de moulage 20' entre la membrane de compression 12 et la tête de compression 24 est constituée pour réaliser une partie de moule en forme de coquille à pourtour rectangulaire. La figure 3 montre en outre la répartition des évidements 12b dans le plan de la membrane de compression 12. Les évidements 12b se terminent comme le montre la figure 2 sur une surface d'enveloppe 12c qui est, comme le montre cette figure 2, approximativement équidistante de la surface limite de la membrane de compression 12 tournée vers la cavité de moulage 20 ou 20'. On remarque sur la figure 1 l'épaisseur relativement importante de la paroi de la membrane de compression 12 par rapport à la largeur interne de la cavité de moulage 20 ou 20'. A titre d'exemple, l'épaisseur de la paroi de la membrane de compression 12 au centre de la cavité de moulage 20 ou 20' est supérieure à la hauteur interne de la cavité de moulage 20 mesurée dans la même direction. On voit en outre que la distance entre la surface d'enveloppe 12c selon la figure 2 et la surface de la membrane de compression 12 qui est tournée vers la cavité de moulage est inférieure à la moitié de l'épaisseur de paroi correspondante de la membrane de compression. Grâce aux évidements 12b, la membrane de compression 12 est relativement flexible vis-à-vis de charges de cisaillement en direction verticale (selon les figures 1 et 2). En concentrant des évidements 12b 2 8 1922 dans des régions déterminées ou le long de lignes déterminées, on peut constituer des régions dans lesquelles n'apparaissent que de faibles contraintes de cisaillement, même quand la membrane est déformée de façon différente en direction verticale. A la figure 4 est indiqué en 110 une partie de moule extérieure et en 124 une partie de moule de noyau. Dans la partie de moule extérieure est constituée une chambre de compression hydraulique 110a au moyen d'un tube rigide 110f comprenant des perforations 110b, la chambre étant raccordée par une conduite 110c à un générateur de pression (non représenté). Sur le côté interne du tube rigide 110f repose une membrane de recouvrement 126, et sur le c8té interne radial de cette membrane de recouvrement 126 repose une membrane de compression 112. La membrane de compression 112 définit avec la partie de moule de noyau 124 une cavité de moulage de forme annulaire 120'. La cavité de moulage 120' est recouverte par un couvercle 128 comprenant une garniture d'étanchéité de recouvrement 128a. Le couvercle 128 étant retire, la cavité de moulage 120 est remplie d'une masse céramique pulvérulente qui est ensuite compacte par introduction d'un cylindre vibreur dans la cavité centrale 124a de la partie de moule de noyau 124. On met ensuite en place le couvercle 128 avec la garniture d'étanchéité de recouvrement 128a. Désormais on peut introduire par la conduite de pression 110c du fluide sous haute pression dans la chambre de compression hydraulique 110a, d'o il résulte que la membrane de recouvrement 126 et la membrane de compression 112 sont comprimées radialement vers l'intérieur. La masse à mouler en céramique répartie préalablement dans la totalité de la cavité de moulage 120 se trouve de ce fait comprimée radialement vers l'intérieur jusqu'à l'arrière de la double ligne en tiretés. On peut alors retirer le couvercle 128 avec sa garniture d'étanchéité de recouvrement 128a et retirer de la partie de moule externe 110 la partie de moule de noyau 124 au moyen d'une pince. L'ébauche de forme tubulaire est alors retirée avec la partie de moule de noyau 124 et peut ensuite être démoulée de la partie de moule de noyau 124. La partie de moule de noyau 124 est munie à son extrémité 8 1922 inférieure d'une douille de guidage centrale 124b qui est traversée par des canaux 124c qui sont sans intérêt dans le cas présent. Grâce à cette douille de guidage 124d, la partie de moule de noyau 124 s'appuie élastiquement en directionsaxiale et radiale sur une tige de centrage élastique 130. Cet appui élastique est prévu pour que les oscillations appliquées pour faire vibrer la masse à mouler ne soient pas transmises au dispositif d'ensemble. Comme on peut le voir à la figure 4 et notamment aux figures 5 et 6, la membrane de compression 112 est munie d'évidements 112b ayant la forme de canaux radiaux qui sont ouverts radialement vers l'extérieur et se terminent radialement vers l'intérieur sur une surface d'enveloppe 112c. Sur la moitié droite de la figure, on peut voir un mode de réalisation concernant une ébauche de dimensions différentes, cas dans lequel il suffit de remplacer la partie de moule centrale 124' avec ses accessoires, la membrane de compression 112' avec ses accessoires et le couvercle 128' avec ses accessoires. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, l'effet obtenu par les évidements 112b est le même que pour le mode de réalisation des figures I à 3. D'autres détails concernant une presse isostatique à tubes sont indiqués dans le brevet allemand 28 25 611. D'autres détails concernant l'utilisation de masses de moulage céramiques appropriées et le remplissage des masses de moulage céramiques sous vide dans les cavités de moulage sont indiqués dans le brevet allemand 31 01 236. 81922 - REVENDICATIONS - 1.- Moule isostatique pour réaliser des ébauches, par exem- ple en une masse céramique éventuellement pulvérulente et précompri- mée, comprenant deux parties de moule (10, 24; 110, 124) mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position de fermeture et une position d'ouverture du moule, qui définissent entre elles dans la position de fermeture une cavité de moulage (20; 120), une membrane de compression (12; 112) étant prévue dans au moins l'une (10; 110) des parties de moule (10, 24; 110, 124), qui définit, sur un côté, une partie des surfaces limites de la cavité de moulage (20'; 120') et qui peut être soumise, sur l'autre côté, à un fluide sous pression et, en particulier, un liquide sous pression, caractérisé en ce que la membrane de compression (12; 112) comprend, sur son autre côté, un ensemble d'évidements (12b; 112b). 2.- Moule isostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les évidements (12b) sont accessibles au fluide sous pression. 3.- Moule isostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les évidements (112b) sont recouverts par une membrane de recouvrement (126) s'appliquant sur l'autre côté de la membrane de compression (112). 4.- Moule isostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités des évidements (12b; 112b) qui sont tournées vers la cavité de moulage (20'; 120') sont disposées sur une surface d'enveloppe (12c; 112c) approximativement équidistante de la surface limite de la cavité de moulage (20'; 120') formée par la membrane de compression (12; 112). 5.- Moule isostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la répartition des évidements (12b; 112b) sur la membrane de compression (12; 112) peut être déterminée de façon largement empirique, de manière que l'ébauche située à l'in- térieur de la cavité de moulage (20'; 120') reçoive, par la membrane de compression, une forme déterminée de sa surface. 6.- Moule isostatique destiné à la réalisation d'ébauches en forme de coquilles selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dont les parties de moule (10, 24) sont disposées sensiblement l'une contre l'autre dans la position de fermeture en direction du mouvement relatif et la membrane de compression (12) s'étend sensi- 81922 blement transversalement à la direction du mouvement relatif, carac- térisé en ce que les évidements (12b) sont constitués par des canaux sensiblement parallèles à la direction relative du mouvement. 7.- Moule isostatique destiné à la réalisation d'ébauches de forme tubulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dont les parties de moule (110, 124) sont disposées sensiblement radialement l'une dans l'autre dans la position de fermeture du moule par rapport à la direction relative du mouvement - et la membrane de compression (112) est constituée sous forme d'un tuyau et est dis- posée radialement entre les parties de moule (110, 124), caractérisé en ce que les évidements (112b) sont constitués par des alésages diri- gés sensiblement radialement. 8.- Moule isostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que la membrane (12; 112) est réalisée en un matériau caoutchouteux et élastique dont la dureté Shore est comprise entre environ 80 et 92. 9.- Moule isostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi de la mem- brane (12; 112), mesurée chaque fois perpendiculairement à sa surface -20 qui limite la cavité de moulage (20(; 120') est d'au moins environ % et, de préférence, d'au moins 50 % de la dimension linéaire de la cavité de moulage (20' ou 120') mesurée dans la même direction. 10.- Moule isostatique selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 9, caractérisé en ce que la distance entre la surface d'enveloppe (12c; 112c) et la surface de la membrane (12; 112) qui limite la cavité de moulage (20'; 120') est au maximum de 50 % de l'épaisseur de la membrane, mesurée en direction de cette distance. 8 1922 FIG.1 1X il,:o a o d1 / d lb 12 -10c lo Z/4 2 5 8 581922 FIG. 2 li a 12 12 b 12b 12b FIG.3 f2b 121 1. 12bCS- o E i, '12b 12b 12b 3/y425 81922 FIG.4 128128aiI128 112 b - ' i112 12/'1. 112c 112b 112a - 1 L 'liPtq----k/-__L1273 2, 4/4 25 819g22 FIG. 5 112b i 112b X / / 112 '-- 112c 112 b 112b 1_I'; J:kX:ky,..