Brevet FR2601618A1 — publié le 19880122

La presente invention concerne les pieces composites comportant une partie interne et une partie externe, ou peripherique, en matieres differentes, par exemple l une en une matiere rigide et l'autre en une matiere souple, telles que les ensembles comportant une membrane centrale souple entouree par un anneau rigide. Les ensembles de ce type sont actuellement realises en trois parties, la membrane interne souple etant emprisonnee entre deux demi-coquilles rigides. ce qui exige pour leur realisation des operations successives de moulage des diverses parties puis d assemblage de ces parties entre elles. Une telle realisation est donc longue et relativement delicate. Il a bien ete propose de realiser les differentes parties en matieres plastiques moulables et notamment en matieres thermo-plastiques et de fabriquer la piece par moulage par InJection. Malheureusement les differentes parties de la piece etant en matiere diffferentes. lorsque ces matieres sont thermo-dynamiquement compatibles entre elles, on observe une liaison physico-chimique d une matlere dans 1 autre avec un front d avance qui est diffici- lement maîtrisable et quelque fois ne 1 est pas du tout. A 1 inverse lorsque les deux matieres ne sont pas compatibles il est indispensable de prevoir des structures d'accrochage sur l nnterface pour eviter la separation des deux matieres qui est frequente lorsque cette interface est lisse. Or, la presence de ces structures d'accrochage complique considerablement le moulage et oblige a utiliser un moule de forme complexe. La presente invention a pour but de remedier a ces lnconvenents en fournissant une piece composite dont les deux parties sont lieues entre elles de ma-niere particulierement resistante et qui peut etre fabriquee aisement et rapidement grace a un procede et a. un moule destine a cette realisation. Cette invention a en effet pour obJet une piece composite comportant une partie interne en une matiere moulable qui est entouree par une partie externe en une matière différente mais egalement moulable, dans laquelle les surfaces de Jonction des deux parties comportent des reliefs complémentaires d'accrochage. repartis sur leur longueur et s'étendant parallelement a la direction de demoulage de la pièce. Grace a l'lmportance des surfaces de contact entre les deux parties de la piéce et aux structures d'accrochage formees par les reliefs complementaires, la liaison entre les deux parties presente une resistance importante aux sollicitations mecaniques, et les risques de separation sont ecartes. La section droite des reliefs d'accrochage peut avoir des formes diverses par exemple circulaire. triangulaire, en queue d'aronde ou autres. L'invention a egalement oour objet un procede de moulage par injection de cette pie ce composite dans un moule dont l'empreinte correspond a l'ensemble de la piece, qui consiste a isoler la portion de 1 empreinte correspondant a la partie interne de la piece, a lnzecter la matiere plastique dans la portion ainsi isolez, puis a mouler la seconde matiére plastique tout autour de la partie interne deza moulee entre les reliefs qu'elle forme. L'invention s'étend egalement a un moule pour la mise en oeuvre du procede ci-dessus qui comporte deux demi-moules delimitant entre eux une empreinte dont la forme correspond a celle de la totallte de la piece composite l'un de ces deux demi-moules comportant deux canaux, espaces, d'alimentation en matiere plastique tandis que l'autre demi-moule comporte, autour d'un noyau fixe, une bague dont la surface interne a une forme complementaire de celle de la peripherie de la partie interne de la piece et qui coulisse entre une position enfoncee dans l'empreinte en vue du moulage de cette partie interne et une position retiree de cette empreinte en vue du moulage de la partie externe. La piece composite peut ainsi etre réalisee de maniere tres simple et rapide, sans ouverture du moule ni transfert d'une partie ou de l'autre de la piece. La description ci-dessous de modes de realisation donnes a titre d'exemples non limitatifs et representes aux dessins annexes, fera d'ailleurs resso.rtir les avantages et caracteristiques de 1 lnventlon. Sur les dessins - la Fig. 1 est une vue en coupe diametrale d une piece composite circulaire selon 1 invention - la Flg. 2 est une vue en plan de la plece composite de la Fig. 1 - les Fig. 3, 4, 5 et 6 sont des vues schematiques, partielles, en plan, de plusieurs modes de realisation de la partie interne de la piece composite:: - la, Fiv. 7 represente un moule de moulage par injection de la piece composite des Fig. 1 et 2 au cours de la phase de moulage de la partie interne - la Fig. 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIlI-VIlI de la Fig. 9 - la Fig, 9 est une vue partielle du moule de la Fig. 7 en position de moulage de. la partie externe, vu en coupe selon la ligne IX-IX de la Fig. 8. La piece composite representee sur les Fig 1 et 2 comporte une partie interne 1 en mat'erse souple, moulable par InJection, qui est entouree par une partie externe ou peripherique 2 en matiere rigide egalement moulable par InJection. ces deux matiéres etant par exemple des matieres thermo-plastiques ou thermo-durcissables. Les parties 1 et 2 sont coaxiales, la partie externe 2 constituant un anneau dont la peripherie est circulaire tandis que la partie 1 constitue une partie centrale a l'intérieur de cet anneau.Il est bien evident toutefois, que ceci n'est donne qu'a titre d'exemple et qu'une piece composite selon l'invention pourrait avoir toute autre forme et comporter une partie interne et une partie externe excentree l'une par rapport a 1 autre et/ou ayant en plan toute forme appropriee par exemple ovale ou autre. La partie interne 1 comporte sur sa peripherie des reliefs ou nervures sxterleures 4. varalleles a l'axe de la piece, qui â etendent longs tudinalement sur toute la hauteur de cette derniere. Dans le mode de realisation represente ces nervures ou reliefs ont des sections droites sensiblement circulaires et sont regulierement reparties sur tout le pourtour de la partie interne 1. A 1 inverse, la surface interne de la partie externe 2 presente des evidements ou rainures 6 paralleles a l'axe XX de la piece composite et ayant des sections droites de formes sensiblement circulaires exactement complementaires des reliefs 4. Les rainures 6 cooperent donc avec les nervures 4 pour constituer des structures d accrochage qui assurent une liaison etroite entre les deux parties interne et externe de la piece composite, que les matières constituant ces parties soient thermo-dynamiquement compatibles ou non. Bien entendu, la forme des reliefs et tout particulierement leur section droite peut varier selon la nature de la piece composite et notamment selon la fonction qui lui est demandée. Par exemple, les reliefs peuvent avoir une section trapézoidale comme représenté en 8 sur la Fig. 3, une section en queue d'aronde comme les reliefs 10 de la Fig. 4 ou une section en T comme les reliefs 12 de la Fig. 5. Ils peuvent egalement avoir une section triangulaire et former, comme le montre la Flg. 6, une succession de dents pointues 14 sur tout le pourtour de la partie interne 1. Il apparaîtra clairement que la piece composite selon l'invention peut egalement comporter Si necessaire une partie interne rigide entoure par une partie externe plus souple et/ou une partie interne comportant des evidements sur sa peripherie, tandis que la partie externe comporte des reliefs ou saillies complementaires sur sa surface interne. Quel que soit son mode de realisation la pièce composite peut etre realisee par moulage par section a l'aide d'un moule tel que celui represente sur la Fig. 7. qui assure un demoulage de la piece parallelement a son axe et qui comporte deux demimoules respectivement 20 et 22 delimitant entre eux une empreinte 24 dont la forme correspond a la totalite de la piece composite Le demi-moule 20 comporte en outre, deux canaux d'alimentation de la matiere a mouler dont l'un 26 est situe a 1' extérieur de l'empreinte et communique avec la partie externe de celle-ci tandis que l'autre 28 est en communication avec la portion 25 de l'empreinte 24 qui correspond a la partie interne 1 de la piece composite.Dans le mode de realisation representé ou la partie interne 1 est placee au centre de le partie externe 2, le canal 28 est un canal central. Le deuxieme demi-moule 22 comporte un noyau fixe 30 qui est coaxial a la portion 25 de l'empreinte qui correspond a la partie interne 1 de la pièce composite et par suite au canal 28. Autour de ce noyau 30 est montée une bague coulissante 32 dont la surface externe est cylindrique et glisse contre la paroi du demi-moule 22, tandis que sa surface interne comporte des rainures 34 de forme exactement identique a celle des rainures 6 de la partie externe 2 c'est a dire des rainures exactement complementaires des nervures ou reliefs 4 de la partie interne 1.Ces rainures 34 sont enfilees sur des broches 36, fixées a la périphérie du noyau 30, qui guident le coulissement de la bague 32 et forment un fond aux rainures 34 lorsque cette bague est dans la position representee sur la Fig. 7, dans laquelle elle est en contact avec le fond de l'empreinte 24 c'est a dire avec le demi-moule 20. De preference comme represente sur la Fig. 7 la bague 32 est prolongee a son extremite opposee au demi-moule 20 par un piston 38 qui peut se deplacer axialement dans une cavite 40 du demi-moule 22, par exemple sous l'action d'un fluide pneumatique ou hydraulique ou sous l'action de tout autre moyen approprie, Lorsque la bague coulissante 32 est ainsi en appui contre le demi-moule 20, elle isole la portion centrale 25 de l'empreinte 24 de sa partie externe de sorte que le canal central 28 est en communication uniquement avec cette portion 25 qui correspond a la partie interne 1. La matiere appropriee peut donc etre in3ectee par ce canal 28 et remplir la portion 25 de l'empreinte 24 pour mouler la partie interne 1 dont les reliefs ou nervures exterieurs sont formes par le remplissage des rainures 34 de la bague 32. Une fois cette partie interne 1 formée, c'est-a-dire au moins partiellement rigidifiée, la bague 32 est écartée du demi-moule 20 JUSqu ' a la position representée sur la Fig. 9 dans laquelle l'extremité de la bague 32 est au meme niveau que celle des broches 36 et ferment avec ces derniéres l'empreinte 24 sur sa face opposee au moule 20. Cette partie externe de l'empreinte 24 peut alors etre remplie par l lntermedlalre du canal extérieur 26, la matiere lnzectee entourant les reliefs ou nervures exterieures de la partie interne 1 déJa moulee, de sorte que les deux parties de la piece co#mposite sont etroitement lieues entre elles et que l'ensemble est pratiquement mono-bloc. On a donc obtenu par un procede simple ne necessitant ni ouverture du moule ni transfert d une partie de la piece, une piece composite susceptible de resiter a des sollicitations mecaniques importantes sans risque de separation des deux parties qui la composent, et cela quelles que soient les matieres utilisees, qu'elles soient thermo-dynamiquement compatibles ou non et que leurs rigidites soient proches ou nettement differentes. REVENDICATIONS 1. Piéce composite realisee par moulage et comportant une partie interne en une matiere moulable, entouree par une partie externe en une matiére.diffé- rente egalement moulable, caracterisee en ce que les surfaces de ponction des deux parties (1 et 2) comportent des reliefs complémentaires d'accrochage (4, 8, 10, 12, 14 ; 6) repartis sur leur longueur et s'étendant parallelement a la direction de demoulage de la pie ce. 2. Pièce suivant la revendication 1, caracterisee en ce que les parties interne et externe constituent respectivement une membrane souple (1) et un anneau rigide (2). 3. Pièce suivant l'une des revendications 1 et 2, caracterisee en ce que la section droite des reliefs complementaires (4, 6) a une forme circulaire. 4. Piece suivant l'une des revendications 1 et 2, caracterisee en ce que les reliefs complementaires d'accrochage (8, 10, 12 et 14) ont des sections droites trapezoidales, en queue d-'aronde, en T, triangulaire ou analogue. 5. Piece composite suivant l'une des revendications 1 et 2, caracterisee en ce que les reliefs sont formes par une succession continue de dents (14). 6. Procédé de moulage par InJection d'une pièce composite selon l'une des revendications 1 a 5, dans lequel on prend un moule (20, 22) dont l emprel- nte (24) correspond a l'ensemble de la pièce a mouler, on isole la portion de l'empreinte correspondant a l'une des deux parties (1) > de cette piéce au moyen d'une bague coulissante, on insecte la matière plastique appropriée dans la portion de l'empreinte ainsi isole puis, après ecartement de la bague, on moule la seconde matiere plastique dans la portion de l'empreinte correspondant a l'autre partie de la piè- ce, caracterise en ce que la surface de la bague comportant des reliefs paralleles a la direction de son coulissement et complémentaires de ceux de la partie de piece moulee en premier, l'écartement de la bague s'effectue après rigidification partielle de cette partie de pièce. 7. Moule pour la realisation d'une pièce composite selon l'une des revendications 1 a 5, comportant deux demi-moules (20, 22) delimitant entre eux une empreinte (24) dont la forme correspond a celle de la totalite de la piece composite, l'un (20) de ces demi-moules comportant deux canaux (26, 28 > espaces, d'alimentation en matiéré plastique, tandis que l autre demi-moule (22) comporte, autour d'un noyau fixe (30), une bague (32) dont la surface interne a une forme complementaire de celle de la peripherie de la partie interne (1) de la pie ce composite et qui coulisse entre une position enfoncee dans l'empreinte (24) en vue du moulage de cette partie interne ( i(1) et une position retiree de l'empreinte (24) en vue du mouLage de la partie externe 12). caracterise en ce que la bague coulissante (32) comporte des evidements internes paralleles a la direction de son coulissement tandis que le noyau fixe (30) porte des broches peripheriques (36) qui cooperent avec ces evidements pour guider le coulissement de la bague et dont une extremite ferme l'empreinte pendant le moulage.