Brevet FR2585617A1 — publié le 19870206

't Procédé et dispositif pour l'enrobage par infection de pièces métalliques b parois minces." L'invention trouve de préférence son application pour la réalisation de joints d'étanchéité radiaux d'arbres, notamment de joints d'étanchéité sur des paliers à roulements et des paliers lisses, qui sont constitués par des structures métalliques de soutien à parois minces enrobées par injection avec une matière thermoplastique et notamment un élastomère de polyuréthane. Les solutions connues pour réaliser des disques d'étanchéité se distinguent principalement en ce qu'autour d'une pièce métallique à parois minces, (dénommée ci-après structure de soutien), est déposée par vulcanisation une couche plus ou moins fermée et en partie profilée de caoutchouc modifié ou bien de caoutchouc synthétique. Les procédés et les dispositifs pour la réalisation de tels disques d'étanchéité, nécessitent à coté d'un investissement élevé pour les installations, des préparations motivées par des raisons technologiques des structures métalliques de soutien pour assurer une liaison mécanique ferme entre le métal et le caoutchouc ou le caoutchouc synthétique. Un inconvénient particulier des procédés connus est l'élimination du coussin de caoutchouc sur les emplacements fonctionnels déformés. Il peut se produire préférentiellement dans ce cas dans la zone des lèvres d'étanchéité, un arrachement qui dans une mise en oeuvre ultérieure pourrait se traduire par des défauts d'étanchéité sur le palier à roulement. D'autres inconvénients des procédés et des dispositifs connus se manifestent en ce que du fait d'un ajustement inexact des structures de soutien, des excentricités peuvent survenir entre le bord interne placé à l'extérieur de la structure de soutien et le bord interne placé à l'exté- rieur du disque d'étanchéité.Les suites désavantageuses pour la mise en oeuvre des disques d'étanchéité en thermoplastique dans les paliers à roulements, au moyen des procédés et des dispositifs actuels, sont des manques d'étanchéité possibles et une résistance de frottement unilatérale augmentée sur les lèvres d'étanchement, Une partie des procédés et des dispositifs connus, implique en outre une dépense de main d'oeuvre élevée. Les dispositions connues par les documents ÂT-PS 290 225 et AT-PS 309 919 n'offrent pas en ce qui concerne le procédé et le résultat, une solution satisfaisante correspondant aux exigences et aux désidérata actuels. Le but de l'invention est de créer un procédé et un dispositif permettant de fabriquer, de façon économique, selon des réalisations géomètriques variées, des disques d'étanchéité, notamment en élastomère de polyuréthane, avec une structure de soutien métallique placée à l'intérieur, qui réponde aux exigences techniques d'utilisation et qui sont avantageuses du point de vue de l'économie des matériaux Le but de l'invention est de fixer à l'in térieur de l'espace creux d'un moule, une pièce d'insertion instable à paroi mince, notamment une pièce d'inser tion métallique annulaire devant Outre enrobée par injection d'une matière thermoplastique, et de concevoir géo mètriquemént le dispositif nécessaire à cet effet, de façon que la pièce d'insertion soit complètement entourée par la masse injectée. L'essentiel de l'invention réside en ce qu'une pièce métallique d'insertion de formesgéomètriques variées est calée par des moitiés du dispositif de façon que cette pièce se trouve pendant le moulage par injection dans une position suspendue au milieu d'un espace creux de moule qui correspond au profil de la pièce moulée à réaliser. La pièce d'insertion est revêtue de tous cOtés sans traitement particulier préalable, tel que dégraissage, sablage ou bien application de moyens intermédiaires de fixation. En prévoyant dans la pièce d'insertion des orifices de passage adaptés aux dimensions de cette pièce d'insertion, un revêtement stable avec interpénétration de formes de cette pièce d'insertion, est garanti. Pour la réalisation du procédé conforme à l'invention, plusieurs broches de positionnement, adaptées en dimensions et géomètriquement, sont disposées dans l'outillage de moulage par injection (dispositif) sur la partie supérieure et sur la partie inférieure du dispositif. Ces broches de positionnement, lorsque le dispositif est fermé, sont en liaison avec la pièce d'insertion, cette pièce d'insertion n'étant pas fixée de façon rigide entre les broches de positionnement. La masse de matière plastique injectée dans espace creux de moulage, se trouve également en majeure partie entre les broches de positionnement dans la partie supérieure du dispositif et la pièce d'insertion. Les broches d'injection adjacentes au cOté supérieur de la partie du moule sont en forme de cône, de sphère ou de prisme, tandi#s que les broches de positionne ment adjacentes au côté inférieur de la partie du moule sont planes. L'invention va ci-après être exposée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation, le corps d'application à la réalisation de disques d'étanchéité pour des paliers à billes à rainures radiales étant plus spécialement décrit. Dans les dessins ci-joints - la figure 1 montre, le dispositif étant ouvert, la partie supérieure et la partie inférieure de ce dispositif avec la pièce métallique à insérer (structure de soutien), - la figure 2 montre le dispositif à l'état fermé après que le processus d'injection ait été terminé avec un enveloppement complet de la structure métallique de soutien, et alors qu'il est encore relié avec le système d'injection. Pour l'exposé de l'exemple de réalisation, le dispositif ouvert est monté en position horizontale dans la machine de moulage par injection et il est décrit en se référant à la figure 1. Une pièce d'injection 3 à enrober, par exemple une structure de soutien, est posée sur des broches de positionnement 4 dans la partie inférieure 5 du dispositif, de façon que des orifices de passage circulaires 6 dans cette pièce d'insertion 3 se trouvent entre les broches de positionnement 4. Ensuite les deux moitiés du dispositif sont fermées.Les broches de positionnement 2 disposées dans la partie supérieure 1 du dispositif, sont, en ce qui concerne leur hauteur de pénétration dans un espace creux de moulage du dispositif, ajustées de telle sorte que lorsque les moitiés du dispositif sont fermées, un intervalle de 0,02 mm à 0,05 mm subsiste entre les broches de positionnement 2 et la pièce d'insertion 3. Avec la forme de réalisation ainsi décrite du dispositif, et les valeurs technologiques de réglage qui lui sont associées, sur la machine de moulage par injection, une surface fermée d'élastomère de polyuréthane est garantie autour de la pièce d'insertion 3, notamment autour des troches de positionnement 2 dans la partie supérieure du dispositif et donc sur la surface visible de la pièce moulée Il (surface d'attaque de la corrosion). Dans le cas d'une mise en oeuvre sous la forme de joints d'étanchéité radiaux d'arbres pour des paliers à roulements, les exigences particulières en ce qui concerne une surface homogène, une lèvre d'étanchéité géomètriquement complète et exempte de bavures, sont remplies grâce au choix particulier du système d'injection 7 et de la disposition du plan de joints 10 du dispositif. Le système d'injection 7 choisi, qui entoure périphériquement les pièces moulées, est enlevé dans une opération ultérieure par séparation mécanique au moyen d'un dispositif de découpe. Les élastomères de polyuréthane utilisés nécessitent un prétraitement selon les paramètres suivants : - broyage des granulés à une dimension de grains infé rieure ou égale à 4 mmt - adjonction d'agents liquides de glissement entre 0,25 % en volume et 0,3 k en volume en utilisant la chaleur résiduelle résultant du processus de séchage pour une meilleure imbibition des granulés dans un intervalle de température compris entre des limites inférieures ou égales à 3530 E et supérieures ou égales à 333 K. Les avantages suivants sont obtenus grâce à l'invention - durée de vie accrue des pièces moulées, notamment des disques d'étanchéité, - le procédé et le dispositif peuvent être mis en oeuvre sans adaptation spéciale avec n'importe quelle machine de moulage par injection appropriée, garantissant le maintien des paramètres technologiques, réalisation simultanée de plusieurs pièces moulées même de types différents dans une seule opération, sécurité de réalisation des pièces moulées en élasto mère dans un processus en grande série. REVENDICAIIONS 1.- Procédé pour l'enrobage par injection de pièces métalliques à parois minces avec une matière thermo-plastique, notamment un élastomère de polvurétha- ne, procédé dans lequel une pièce d'insertion métallique devant être reliée à une masse d'injection thermoplastique, par exemple une structure de soutien pour des bacs d'étanchéité de paliers à roulements, est revêtue avec une matière plastique thermo-plastique dans la zone utile pour l'étanchement, procédé caractérisé en ce que la pièce d'insertion métallique (3) de forme géométrique diverse, est calée par des moitiés de dispositif de façon que cette pièce se trouve dans une position suspendue pendant le moulage par injection au milieu d'un espace creux de moule qui correspond au profil de la pièce moulée (11) à réaliser, et est revêtue de tous côtés sans traitement préalable spécial tel que dégraissage, sablage ou application d'intermédiaires de fixation. 2.- Dispositif pour l'enrobage par injection de pièces métalliques à parois minces avec une matière thermo-plastique, dispositif constitué de parties d'un dispositif délimitant un espace creux de moulage, dispositif caractérisé en ce que plusieurs broches de positionnement adaptées géométriquement et en dimensions (2, 4) sont disposées dans la partie supérieure (1) du dispositif et dans la partie inférieure (5) du dispositif, ces broches étant en liaison avec la pièce d'insertion (3) lorsque le dispositif est fermé, la pièce d'insertion (3) n'étant pas fixée de façon rigide entre les broches de positionnement (2, 4), de sorte que la masse de matière plastique injectée dans l'espace creux de moulage est en majorité présente même entre les broches de positionnement (4) sur la partie supérieure (1) du dispositif et la pièce d'insertion (3). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les broches de positionnement (2) adjacentes au côté supérieur de la partie du moule (8) sont en forme de cône, de sphère ou bien de prisme tandis que les broches de positionnement (4) adjacentes au côté inférieur de la partie du moule (9) sont plates.