Brevet FR2605859A1 — publié le 19880506

1i. 2605859 Postes de moulage, en particulier pour des installations à plateau circulaire, pour la conformation de semelles de chaussures avec une semelle d'usure en élastomère et une semelle intercalaire réalisée à partir d'un mélange réactionnel d'isocyanate et de polyol se transformant en polyuréthane, sur des tiges de chaussures L'invention concerne un poste de moulage, en particulier pour des installations à plateau circulaire, pour la conforma- tion de semelles de chaussures avec une semelle d'usure en élastomère et une semelle intercalaire en matière thermoplas- tique, la semelle intercalaire et la semelle d'usure étant ré- unies par des liaisons chimiques entre l'isocyanate et des groupes terminaux réactifs de substances ajoutées à l'élasto- mère, le poste de moulage comportant une traverse réglable en hauteur avec un support d'éléments de moule pivotant avec au moins un élément de moule chauffant pour la conformation de semelles d'usure, une deuxième traverse réglable en hauteur montée en dessous de la première traverse comportant une plaque chauffante qui coopère avec l'élément de moule chauf- fant du support d'éléments de moule pivotant pour la réalisa- tion de semelles d'usure, et le support d'éléments de moule coopérant avec des éléments de moule latéraux et des tiges de chaussures montées sur des formes pour la réalisation de la semelle intercalaire. Des chaussures avec une semelle intercalaire en polyuré- thane et une semelle d'usure également réalisée en polyuré- thane sont bien connues en soi (DE-PS 22 41 493). 2 2605859 Leur fabrication se fait généralement avec des installa- tions à plateau circulaire qui comportent plusieurs postes de moulage (dépliant Kl1ckner Ferromatik Desma, Spritzgiess- Direktansohlmaschine, DESMA 521 S - 526 S). Les installations à plateau circulaire comprennent deux dispositifs pour le mélange d'isocyanate et de polyol en un mélange se transformant en polyuréthane qui donne, par réac- tion et selon le rapport de mélange et les additifs, la se- melle d'usure résistant à l'abrasion voire la semelle interca- laire élastique. Pour le façonnage des semelles d'usure et des semelles intercalaires, le plateau circulaire est animé d'un mouvement de rotation cadencé. Les postes de moulage sont amenés succes- sivement en prise avec les deux dispositifs pour le mélange. Ces dispositifs mélangeurs sont installés à la périphé- rie du plateau circulaire et déplaçables dans le sens radial du plateau circulaire. Les postes de moulage comportent deux éléments de moule latéraux qui, dans la position de fermeture, délimitent un évidement et deux canaux de carotte. Au-dessus des éléments de moule latéraux est disposée une tête rotative réglable en hauteur qui comporte une forme pour la réception des tiges de chaussures et un moule mâle. En dessous des éléments de moule latéraux est disposé un moule femelle réglable en hauteur. Pour le moulage de la se- melle d'usure, le moule femelle, les éléments de moule laté- raux (dans la position de fermeture) et le moule mâle délimi- tent une empreinte de moule dans laquelle est introduit le mé- lange se transformant, par réaction, en semelle d'usure. Pour le façonnage de la semelle intercalaire, le moule femelle portant la semelle d'usure, les éléments de moule la- téraux (en position de fermeture) et la forme munie de la tige délimitent une empreinte de moule dans laquelle est introduit 3 2605859 le mélange pour la semelle intercalaire laquelle est rattachée pendant le déroulement des réactions & la semelle d'usure et à la tige de la chaussure. On connaît des postes de moulage pour des installations à plateau circulaire destinées au façonnage de semelles de chaussures avec une semelle d'usure en élastomère et une se- melle intercalaire en polyuréthane (demande de brevet allemand P 36 00 682.3). Pour le façonnage de la semelle d'usure en élastomère, le dispositif pour la préparation du mélange fournissant la se- melle d'usure en polyuréthane est remplacé par l'unité de plastification et d'injection pour la plastification de l'élastomère, bien connue dans les machines de moulage par injection pour le traitement de matières thermoplastiques, l'élastomère étant ensuite injecté dans l'empreinte de moule pour les semelles d'usure. Etant donné que des pressions éle- vées interviennent lors de l'injection de l'élastomère plasti- fié, les postes de moulage bien connus comportent une traverse réglable en hauteur avec un support d'éléments de moule pivotant dont les surfaces latérales orientées parallèlement à l'axe de pivotement portent des élé- ments de moule chauffants avec une empreinte de moule corres- pondant à la semelle d'usure. En dessous de cette traverse se trouve une deuxième tra- verse réglable en hauteur qui est équipée, du côté dirigé vers le support d'éléments de moule pivotant, d'une plaque chauf- fante qui coopère avec les éléments de moule chauffants du support d'éléments de moule pour la fabrication de semelles d'usure. Au-dessus de la traverse avec le support'd'éléments de moule pivotant est disposée une autre traverse fixe avec un évidement. Dans cet évidement s'engage un élément de moule chauffant avec une semelle d'usure en élastomère placée dans l'empreinte de moule lequel coopère avec deux éléments de moule latéraux situés au-dessus de l'évidement et avec une 4 '2605859 tige de chaussure montée sur la forme pour façonner une se- melle intercalaire en polyuréthane. Les mélanges se transformant en polyuréthane pour la se- melle d'usure et la semelle intercalaire comprennent essen- tiellement du polyol et de l'isocyanate ainsi que des exten- deurs de chaine et des catalyseurs qui, selon les propriétés exigées des matériaux pour la semelle d'usure et respective- ment la semelle intercalaire - la semelle d'usure doit résis- ter à l'abrasion et la semelle intercalaire doit être élas- tique et présenter une structure poreuse - sont réglés pour des additifs adéquats. Les réactions chimiques commencent dès le mélange des constituants. Les mélanges se transforment dans les moules en semelle d'usure ou semelle intercalaire. La réaction du mé- lange pour la semelle intercalaire, donne lieu à la fois à la conformation de la semelle intercalaire et à sa réunion avec la tige de la chaussure et la semelle d'usure. La semelle d'usure en élastomère et la semelle interca- laire en polyuréthane sont reliées entre elles, dans la région de leur surface de séparation, par.des liaisons chimiques entre l'isocyanate et les groupes terminaux réactifs des sub- stances ajoutées à l'élastomère. En ce qui concerne les mélanges se transformant en poly- uréthane, il s'agit de mélanges à base d'éther voire d'ester- polyols avec, rapporté à 100 parties en poids, 30 à 100 parties en poids d'isocyanate, 0,1 à 10 parties en poids de catalyseur, le reste se composant d'extendeurs de chaîne et d'autres additifs courants. ' Comme catalyseur, on utilise, entre autres, le catalyseur DABCO-SB commercialisé par la Sté Airproducts. 2605859 Les semelles d'usure sont réalisées en élastomères qui peuvent être mélangés avec les composés ou substances chi- miques suivants dans des proportions de 0 à 20 phr rapportées à la quantité de caoutchouc: par exemple caoutchouc acrylo- nitrile, caoutchouc butadiène-styrène caoutchouc naturel, caoutchouc chloroprène. D'une manière générale, les semelles d'usure peuvent être réalisées à partir de toutes les qualités de caoutchouc connues lorsque, par exemple, les substances suivantes sont ajoutées dans une proportion de 0 à 20 phr (quantité rapportée au caoutchouc mis en oeuvre): Résines phénoplastes, par exemple: Vulkadur A (Bayer AG), Coretack (BASF) Résines phénoplastes méthylolées, par exemple: SP 1045 (Krahn) Korever (BASF) Résorcine en combinaison avec un dispensateur de formaldéhyde, par exemple: Cohedur A) Cohedur RS) (Bayer AG) Cohedur RK) Charges d'acide silicique, par exemple: Vulkasil S (Bayer AG), Ultrasil (Degussa) Amino-alcool, par exemple: 3-amino-propanol 6 2605859 Amine primaire ou secondaire, par exemple: Stéarylamine Alcool polyvinylique, par exemple: Mowiwol (Hoechst), VSH 72 (AIR PRODUCTS), VSH 73 (AIR PRODUCTS) Polyol fortement hydroxylé, par exemple: Formrez (Witco) Caoutchouc acrylique (ACM), par exemple: Hydrin (Polysar), Herclor (Hercules), ou une combinaison des substances précitées. La réalisation de la semelle d'usure en élastomère se fait de telle façon que les élastomères sont plastifiés aux températures de traita-ent habituelles et injectés.dans les empreintes de moule c:. respondantes à des pressions assez éle- vées, conformément à la technique habituelle pour les machines de moulage par injection. La régulation de la température des élastomères se fait de telle façon que la température de la semelle d'usure injec- tée est abaissée légèrement en dessous de la température de décomposition du polyuréthane de la semelle intercalaire à former et qu'ensuite le mélange se transformant en polyuré- thane est mis en contact avec la semelle d'usure conformée, l'isocyanate réagissant alors avec des groupes terminaux réac- tifs dans une couche limite se formant entre l'élastomère et le polyuréthane obtenu par réaction. 7 2605859 Pour le contrôle de la température de l'élastomère, on met à profit le fait qu'une élévation ou une baisse de la tem- pérature de 10 C entraîne une diminution voire une augmenta- tion du temps de vulcanisation, c'est-à-dire du temps néces- saire pour la réaction complète de l'élastomère, de l'ordre de %. La vitesse de refroidissement de la semelle d'usure en élastomère formée jusqu'à la température à laquelle le mélange réactionnel se transformant en semelle intercalaire en poly- uréthane est injecté dans l'empreinte de moule est déterminée essentiellement par la grande capacité calorique des éléments de moule disposes sur le support d'éléments de moule pivotant et aussi par celle du support d'éléments de moule. Cette vitesse de refroidissement a pour effet que le temps nécessaire pour la formation et le refroidissement d'une semelle d'usure est beaucoup plus long que celui nécessaire pour le façonnage de la semelle intercalaire. La présente invention a pour objet de perfectionner les postes de moulage du genre précité de telle façon que les ca- dences des installations à plateau circulaire qu'ils équipent correspondent aux cadences des installations à plateau circu- laire pour le façonnage de semelles d'usure et de semelles in- tercalaires en polyuréthane de façon à permettre, le cas échéant, de réaliser simultanément sur une installation à pla- teau circulaire des semelages avec des semelles d'usure en élastomère ou en polyuréthane et une semelle intercalaire en polyuréthane. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le support d'éléments de moule monté de manière pivotante dans la traverse réglable en hauteur comporte sur l'une des faces, orientée parallèlement à la deuxième traverse réglable en hau- teur, l'élément de moule coopérant avec la plaque chauffante et présentant l'empreinte de moule pour la semelle d'usure, et que sur l'autre face du support d'éléments de moule pivotant 8 2605859 est disposé un élément de moule refroidi avec une empreinte de moule permettant de faire le vide pour transférer et tourner la semelle d'usure dans sa position de travail en vue de la réalisation de la semelle intercalaire. Ces mesures permettent d'obtenir que les temps néces- saires pour la vulcanisation complète et pour le refroidisse- ment des semelles-d'usure moulées en élastomère sont séparés l'un de l'autre, ce qui permet surtout de soumettre les se- melles d'usure, pendant un nombre de cycles de travail prédé- terminables de l'installation à plateau circulaire, à une vul- canisation complète à l'intérieur du moule fermé chauffé et d'ouvrir le moule seulement après pour l'amener dans sa posi- tion de travail peu avant l'arrivée au dispositif pour la pré- paration du mélange réactionnel se transformant en polyuré- thane. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. - La figure 1 représente schématiquement une vue de dessus d'une installation à plateau circulaire; les figure 2 à 6 représentent une vue de côté de l'ex- emple de réalisation du poste de moulage dans différentes positions de travail. La fig. 1 montre schématiquement une vue de dessus de l'installation à plateau circulaire. Celle-ci comporte un pla- teau circulaire 1 sur lequel sont disposés 14 postes de mou- lage 2 qui sont représentés schématiquement par des carrés. Les carrées indiquent en même temps les positions occupées par les postes de moulage lors de la rotation cyclique du plateau circulaire. Dans le cas présent, chaque poste de moulage re- vient dans sa position initiale au bout de 15 cycles ou pas du plateau circulaire. Ces positions sont désignées par 20oi à A la périphérie du plateau circulaire est installée l'unité de plastification et d'injection 3 pour un élastomère qui, après chaque cycle de travail, est amenée en prise avec l'un des postes de moulage 2 alors dans la position 2oi01 par un déplacement radial par rapport au plateau circulaire, ce qui est indiqué symboliquement par la flèche double. Dès que l'unité de plastification et d'injection est en prise avec le poste de moulage, l'élastomère est injecté dans l'empreinte de moule pour la semelle d'usure. De plus, le dispositif 4 pour la préparation du mélange se transformant en polyuréthane peut être déplacé, lui aussi, radialement par rapport au plateau circulaire. Après chaque cycle de travail, ce dispositif peut également être mis en prise avec l'un des postes de travail amené dans la position de travail correspondante 203 de façon à conformer une semelle intercalaire. Selon le temps de réaction voire de vulcanisa- tion des matériaux mis en oeuvre, il est également possible d'interchanger les deux unités. - Les fig. 2 à 6 montrent une vue de côté d'un exemple de réalisation du poste de moulage selon l'invention dans diffé- rentes positions de travail, à savoir dans la direction de la flèche de l'unité de plastification et d'injection 3 et res- pectivement du dispositif 4 pour la préparation du mélange. La fig. 2 montre le poste de moulage 2, les éléments de moule pour la conformation de la semelle d'usure et les élé- ments de moule pour la conformation de la semelle intercalaire dans leur position de fermeture. Le poste de moulage comporte quatre guides 5 dont seule- ment deux sont visibles. Les guides forment, conjointement avec une traverse fixe 6 et une traverse 8 comportant un passage 7, un cadre de gui- dage fixe pour la traverse 9 réglable en hauteur avec le sup- 2605859 port d'éléments de moule 11 pouvant être pivoté autour de l'axe 10. En dessous de cette traverse 9 réglable en hauteur est disposée la deuxième traverse 12 réglable en hauteur. La traverse 12 réglable en hauteur présente, sur sa face dirigée vers la traverse 6, un cylindre de fermeture de moule 13 et, sur sa face dirigée vers la traverse 9 réglable en hau- teur, une plaque chauffante 14. Sur la traverse 6 sont montés les deux cylindres de dé- placement 15 dont les tiges de piston 16 sont rattachées à la traverse 12 réglable en hauteur. Le support d'éléments de moule pivotant 11 comprend, dans la position représentée dans la fig. 2, sur sa face dirigée vers la traverse 12, un élément de moule 17 avec une empreinte de moule 18 qui présente les dimensions de la semelle d'usure à former. L'élément de moule 17 est disposé sur un bloc chauf- fant 19 qui est relié au support d'éléments de moule pivotant 11 par l'intermédiaire de la plaque isolante 20. Le support d'éléments de moule 11 comprend, sur sa deuxième face opposée et parallèle à la traverse mobile 12, une plaque de refroidissement 21 traversée par un agent réfrii- gérant sur laquelle est disposé un élément de moule 22. Cet élément de moule 22 refroidi par la plaque de refroi- dissement comprend une empreinte de moule 23 dont les dimen- sions correspondent à celles de la semelle d'usure. L'élément de moule 22 présente des canaux qui débouchent dans l'em- preinte de moule et qui sont raccordés à une installation de vide non représentée. A l'intérieur de la traverse 8 et au-dessus de son évide- ment 7 se trouvent les deux éléments de moule latéraux 24 et qui, dans leur position de fermeture, délimitent un évide- il11 2605859 ment lequel délimite, conjointement avec une tige de chaussure 27 montée sur la forme 26 et avec l'élément de moule 22 conte- nant la semelle d'usure formée (non représentée), l'empreinte de moule pour le façonnage de la semelle intercalaire. Etant donné que l'injection de la semelle d'usure en élastomère provoque l'apparition de pressions d'injection éle- vées comparables à celles rencontrées dans des machines de moulage par injection pour le traitement de matières thermo- plastiques, il est nécessaire, conformément à la technique mise en oeuvre pour les machines de moulage par injection, de prévoir aussi bien les cylindres de déplacement que le cy- lindre de fermeture de moule. Comme il ressort de la fig. 2, la force de réaction est fournie, pendant l'injection de l'élastomère plastifié dans l'empreinte de moule 18 délimitée dans sa position de ferme- ture par la plaque chauffante 14 et l'élément de moule 17, par l'intermédiaire du cadre formé par les traverses 6 et 8, le support d'éléments de moule pivotant 19 s'appuyant sur la tra- verse 8, dans la région périphérique de l'évidement 7. La traverse 9 réglable en hauteur est entraînée lors du déplacement de la traverse. Entre les deux traverses sont dis- posés des ressorts de compression de sorte que, dans la posi- tion des cylindres de déplacement suivant la fig. 3, les tra- verses occupent les positions indiquées. La fig. 2 montre les positions des traverses du poste de moulage 2 dans la position 20oi (cf. fig. 1). Dans cette position, l'unité de plastification et d'in- jection 3 est déplacée radialement en direction du poste de moulage et appliquée contre l'entrée (non représentée) de l'empreinte de moule 18. L'empreinte de moule 18 reste fermée jusqu'à ce que, au bout d'un nombre correspondant de cycles de travail du plateau 12 2605859 circulaire, le poste de moulage partant de la position 2oi0 soit revenu à la position 210 après le passage par les posi- tions 202, 20o 3, 204...... 20o8, 209, 210o. os05 Quand le poste de moulage est revenu dans la position 211, les cylindres de déplacement 15 suivant la fig. 3 sont commandés de telle façon que les deux traverses 9 et 12 ré- * glables en hauteur prennent la position indiquée dans la fig. 3. Dans cette position des deux traverses, le support d'élé- ments de moule pivotant 11 est tourné de 180 de sorte que l'élément-de moule 22 refroidi est disposé en face de la plaque chauffante 14. Comme il ressort de la fig. 3, la semelle d'usure moulée et désignée par L se trouve sur la plaque chauffante 14. Dans la position 21i du poste de moulage, les cylindres de déplacement 15 sont, commandés de telle façon que les tra- verses 9 et 12 réglables en hauteur occupent la position indi- quée dans la fig. 4 (poste de moulage fermé). En créant un vide ou une dépression dans l'élément de moule 22 refroidi muni d'orifices correspondants, la semelle d'usure est appliquée contre l'empreinte de moule 23 de l'élé- ment de moule refroidi 22. Dans cette position (fig. 5), le poste de moulage est alors amené, pour le démoulage de l'ar- ticle terminé et pour la mise en place d'une nouvelle tige de chaussure 27 sur la forme 26, dans les positions 212, 2,3 et 214. Ensuite, les cylindres de déplacement 15 et le cylindre de travail pneumatique sont commandés de telle façon que les traverses réglables en hauteur prennent leur position indiquée dans la figure. Dans la position 214, le-support d'éléments de moule pi- votant 11 est à nouveau tourné de 180 et les cylindres de dé- placement ainsi que le cylindre de travail pneumatique sont commandés en conséquence de sorte que les traverses réglables en hauteur prennent la position indiquée dans la fig. 6. Dans cette position des traverses réglables en.hauteur indiquée dans la fig. 6, le poste de moulage est amené de la position 214 à la position 2oi01, les éléments de moule latéraux étant alors amenés en même temps dans la position de ferme- ture. Une forme avec une tige de chaussure montée est installée sur l'évidement des deux éléments de moule latéraux placés dans la position de fermeture. Dans cette position, la semelle en élastomère est de nou- veau moulée en premier. Ensuite, après l'avancement du poste de moulage dans la position 2o3, le mélange réactionnel se transformant en polyuréthane pour la réalisation de la semelle intercalaire est injecté dans l'empreinte de moule délimitée par les éléments de moule latéraux, la semelle d'usure et la tige de chaussure au moyen du dispositif 4 après que, par un déplacement radial en direction du plateau circulaire, celui- ci ait été mis en prise avec le canal de carotte non repré- senté qui est délimité par les deux éléments de moule latéraux en position de fermeture et communique avec l'empreinte de moule pour la semelle intercalaire. Il ressort clairement de ce qui précède qu'en service stationnaire de l'installation à plateau circulaire respecti- vement une semelle d'usure et une semelle intercalaire sont moulées simultanément et que, en même temps, une chaussure terminée est retirée dans un poste de prélèvement, dans la région entre les positions 20o4 et 214, à la tige de- laquelle est conformx un semelage avec une semelle d'usure réalisa- en élastomère et un seueli? intercalaire en polyuréthanr-. La conception du poste de moulage selon l'invention a ainsi pour effet de créer une installation à plateau circu- laire avec des courtes durées de cycle. Il est également prévu dans le cadre de l'invention d'utiliser les postes de moulage de manière individuelle,-ce qui est avantageux en particulier pour des petites séries et pour des petites séries d'essais. Pour cela, le dispositif pour la préparation du mélange réactionnel se transformant en polyuréthane et l'unité de plastification et d'injection pour l'élastomère doivent alors être installés, par exemple, dans des positions superposées ou diamétralement opposées. Selon l'invention, un avantage essentiel du dispositif réside dans le fait que des éléments de moule différents sont mis en oeuvre pour la vulcanisation complète de la semelle d'usure moulée en élastomère et pour le refroidissement de la semelle d'usure vulcanisée de telle façon que les temps néces- saires pour la vulcanisation et le refroidissement peuvent être prédéterminés indépendamment l'un de l'autre. Il est également essentiel pour l'invention que le temps total pour la vulcanisation complète et le refroidissement des semelles d'usure en vue du traitement ultérieur est beaucoup plus court que dans le cas de l'utilisation d'éléments de moule qui sont tout d'abord chauffés pour la vulcanisation, puis refroidis pour le refroidissement des semelles d'usure. 2605859 REVENDICATION Poste de moulage, en particulier pour des installations à pla- teau circulaire, pour la conformation de semelles de chaus- sures avec une semelle d'usure en élastomère et une semelle intercalaire réalisée à partir d'un mélange réactionnel d'iso- cyanate et de polyol se transformant en polyuréthane, sur des tiges de chaussures, la semelle intercalaire et la semelle d'usure étant réunies par des liaisons chimiques entre l'iso- cyanate et des groupes terminaux réactifs de substances ajou- tées à l'élastomère, le poste de moulage comportant une tra- verse réglable en hauteur avec un support d'éléments de moule pivotant avec au moins un élément de moule chauffant pour la conformation de semelles d'usure, une deuxième traverse ré- glable en hauteur montée en dessous de la première traverse comportant une plaque chauffante qui coopère avec l'élément de moule chauffant du' support d'éléments de moule pivotant pour la réalisation de semelles d'usure, et le support d'éléments de moule pivotant coopérant avec des éléments de moule laté- raux et des tiges de chaussures montées sur des formes pour la réalisation des semelles intercalaires, c a r a c t é r i s é e n c e que le support d'éléments de moule (11) monté de manière pivotante dans la traverse (9) comporte sur l'une des faces, orientée parallèlement à la deuxième traverse (12) ré- glable en hauteur, l'élément de moule (17) avec l'empreinte de moule (18) pour la semelle d'usure coopérant avec la plaque chauffante (14), et que sur l'autre face du support d'éléments de moule pivotant est disposé un élément de moule (22) refroi- di et permettant de faire le vide, avec une empreinte de moule (23), pour transférer et tourner la semielle d'usure dans sa position de travail en vue de la réalisation de la semelle intercalaire.