Brevet FR2620077A1 — publié le 19890310

Procédé de fabrication de couvercles de protection d'or- ganes pour moteurs de véhicules automobiles, et couver- cle obtenu par ce procédé La présente invention concerne un procédé de fabrication de couvercles pour la protection d'organes pour moteurs de véhicules automobiles, en particulier de poussoirs, et un couvercle obtenu par ce procédé. A l'heure actuelle, les moteurs pour véhicules automo- biles sont munis de couvercles métalliques, généralement en alliage léger, équipés de joints élastomères pour l'étanchéité à l'huile de lubrification des organes proté- gés par le couvercle. Le couvercle et le joint correspondant sont obtenus séparé- ment, le premier par des processus convenables de moulage ou de moulage sous pression, le second également par moulage. Ensuite, le joint est assemblé au couvercle, généralement avec interposition d'un adhésif approprié. Le produit fini constitué par le couvercle et le joint associé nécessite, par conséquent, différentes phases de travail avec l'intervention d'une main-d'oeuvre spécia- lisée, qui ne peuvent être intégrées dans un processus de fabrication unique automatisable, de telle sorte que les coûts de production sont élevés et, de toute façon, disproportionnés à la valeur intrinsèque du produit. En outre, à moins de recourir à des opérations supplémen- taires de précision, le couvercle métallique obtenu par moulage ou moulage sous pression n'offre pas une garantie suffisante de constante des dimensions géométriques et de régularité des surfaces de jonction, ce qui entraîne la possibilité d'une tenue précaire aux infiltrations de lubrifiant. Outre ces inconvénients, les couvercles en alliage métalli- que utilisés actuellement présentent, de façon connue, un faible pouvoir d'absorption des sons, une résistance réduite à la déformation et un coefficient de dilatation thermique élevé. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients en réduisant les coûts de production du couvercle, grâce à l'adoption d'un procédé de fabrication intégré et totale- ment automatisé et qui évite le déplacement et l'assemblage de divers composants, et en fournissant en outre un couver- cle amélioré quant à ses caractéristiques fonctionnelles, ayant en particulier des caractéristiques marquées de tenue aux infiltrations et d'insonorisation, insensible aux brusques variations de température (chocs thermiques) et ayant aussi des caractéristiques élevées de résistance aux déformations tant mécaniques que thermiques. Ce but est atteint selon l'invention par un couvercle en matériau polymère résultant d'un procédé de fabrication intégré comprenant en succession, et avec l'utilisation d'un moule unique muni de moyens chauffage et de régulation de température et comprenant une coquille coopérant avec un noyau de moulage, une première phase d'injection et de réticulation d'un matériau polymère formant la structure du couvercle et, après rotation du noyau de moulage, une seconde phase de moulage conjoint du joint d'étanchéité du couvercle par injection et vulcanisation d'un matériau élastomère ou inversement. Entre les injections respectives du matériau polymère formant la structure du couvercle et du matériau élastomère formant le joint sont intercalées les phases intermédiaires de réticulation du matériau polymère, de nettoyage du moule et de rotation du noyau de moulage. L'injection du matériau élastomère est suivie de la phase de vulcanisation de celui-ci à l'issue de laquelle on démoule le produit fini. Grâce à la rotation du noyau de moulage, le produit intermédiaire constitué par la structure du couvercle résultant des phases d'injection et de réticulation du matériau polymère n'est pas déplacé par rapport au moule, ce qui garantit l'homogénéité absolue de la pression qui sollicite cette structure dans la phase suivante d'injection du matériau élastomère. On évite ainsi la formation de criques et/ou de soufflures tant sur le couvercle que sur le joint, ce qui garantit les caractéristiques de résistance et d'étanchéité du couvercle fini. La succession des phases du procédé de fabrication selon l'invention, utilisant un moule unique et sans déplacement du produit intermédiaire, est rendue possible par le choix approprié des matériaux polymère et élastomère qui composent le couvercle. Il est nécessaire que la température de réticulation du premier soit compatible avec la température de réticulation du second. A cet effet, le matériau formant le couvercle est une matière plastique thermodurcissable et le matériau constituant le joint est choisi parmi l'épichlorhydrine, les polymères de silicone, les caoutchoucs nitrile, acrylique et éthylène acrylique. Le domaine de température de réticulation de ces matériaux est de 150 à 200 C environ et ces valeurs satisfont à la condition de compatibilité imposée par le procédé selon l'invention. En outre, la température de vulcanisation de l'élastomère, qui atteint quelque 200 C, est sans influence sur les propriétés du matériau polymère, ce dernier étant thermodurcissable. Avantageusement, la succession des phases de travail du procédé est obtenue en déplaçant cycliquement une multiplicité de moules au moyen d'un support rotatif du type carrousel qui transfère chaque moule d'un poste de travail au suivant, les postes étant disposés radiale- ment par rapport au support rotatif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après et des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un couvercle pour poussoirs selon l'invention, en position retournée; - la figure 2 est une vue partielle en coupe selon la ligne IIII de la figure 1, à plus grande échelle; - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un moule à coquille et noyau de moulage dans la position correspon- dant à la phase d'injection du matériau polymère; - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 montrant la phase de rotation du noyau de moulage; - la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 montrant le moule avec le noyau de moulage dans la position corres- pondant à la phase d'injection du matériau élastomère; et - la figure 6 est une vue schématique du support rotatif en carrousel réalisant la succession des phases de travail du procédé. Dans les dessins, la référence 10.indique de façon générale le couvercle obtenu par le procédé selon l'invention et comprenant une structure ou coque 11 en matériau polymère thermodurcissable et un joint 12 en matériau élastomère qui borde le périmètre du couvercle et est lié intimement à la structure 11 par moulage conjoint et vulcanisation - simultanée. L'élastomère du joint 12 est choisi parmi l'épichlorhydrine, les polymères de silicone, les caoutchoucs nitrile, acry- lique et éthylène acrylique (ce dernier connu dans le commerce sous la dénomination "VAMAC"). De tels matériaux polymère et élastomères présentent des températures de réticulation sensiblement équivalentes, comprises entre 150 et 200 C. Cette sensible équivalence des températures de réticulation, joint au caractère thermodurcissable du matériau polymère de la structure 11, rend ces matériaux- compatibles en ce qui concerne le moulage conjoint et la vulcanisation de l'élastomère. En conséquence, on réalise selon l'invention un procédé de moulage conjoint qui intervient dans un moule unique et se caractérise en ce qu'il comprend une première phase de moulage de la structure 11 par injection du matériau polymère et, après réticulation de ce matériau, une seconde phase de moulage conjoint du joint 12 par injection suivie de vulcanisation de l'élastomère. A cet effet, on utilise un moule 15 muni de moyens de chauffage et de régulation thermique comprenant une coquil- le femelle 16 et un noyau de moulage 7 supporté de façon rotative par la structure mobile de la presse (non repré- sentée) pour prendre deux positions de travail espacées angulairement de 1800. La coquille femelle 16 a une surface façonnée 16a destinée à produire la surface externe 10a du couvercle 10 et, de façon correspondante, le noyau de moulage 17 présente une première surface façonnée 17a destinée à produire la surface interne lOb du couvercle. Sur la face opposée, le noyau de moulage 17 porte des secondes surfaces façonnées 17b, destinées à produire le joint 12. L'utilisation des première et secondes surfaces de moulage du noyau résulte du basculement de celui-ci de 180 par rotation autour de pivots de suspension 18 d'axe horizontal. Dans la disposition représentée à la figure 3, moule fermé, les surfaces 16a et 17a de la coquille et du noyau de moulage se font face et sont espacées d'une distance égale à l'épaisseur de la structure du couvercle. Dans cet état s'effectue l'injection du matériau polymère chargé qui forme la structure du couvercle 11. Comme illustré clairement à la figure 2, cette structure présente une cavité périphérique 120 destinée à recevoir le matériau élastomère formant le joint 12. Après une période convenable de réticulation du matériau polymère, on soulève le noyau de moulage 17, on le bascule de 180 autour des pivots 18 et, après nettoyage, par exemple au moyen de brosses tournantes, on referme le moule selon la séquence indiquée par les flèches F1-F2-F3 de la figure 4. Au cours de cette séquence, la structure 11 moulée reste dans la cavité de la coquille 16. Quand on referme le moule, les surfaces de moulage 17b et la cavité périphérique délimitent l'ouverture destinée à recevoir l'injection de l'élastomère qui forme le joint 12 d'un profil corres- pondant. Cette seconde injection étant terminée, commence la phase de vulcanisation de l'élastomère. Le moule est maintenu fermé pendant toute la période de vulcanisation au terme de laquelle, le moule étant ouvert, on démoule le produit fini constitué par le couvercle et le joint correspondant moulé conjointement. Après nettoyage et basculement du noyau de moulage, le moule est réutilisé pour un nouveau cycle de production. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la succession des phases du processus de fabrication décrit ci-dessus est obtenue en déplaçant cycliquement une multiplicité de moules tels que 15a,15b...15n dispo- sés côte-à-côte sur un support rotatif 30 du type carrou- sel dont la rotation (dans le sens anti-horaire en réfé- rence à la figure 6) transfère chaque moule d'un poste de travail au suivant. Les postes sont disposés radialement par rapport au sup- port 30 et sont indiqués à la figure 6 par les références Sl à S4. En Sl se produit l'injection du matériau polymère au moyen d'une machine d'injection 31. Le moule 15a pro- venant de la précédente phase de démoulage est aligné avec la machine 31 dont l'injecteur avance et effectue l'injection. L'injection étant effectuée, l'injecteur se rétracte, le support 30 avance d'un pas angulaire égal, dans l'exemple illustré, à 45 , pour transférer le moule adjacent 15b au poste S1. Pendant l'excursion angulaire, s'achève la réticulation du matériau polymère injecté. Le pas angulaire suivant d' transfère le moule a en S2 o un dispositif mécanique et/ou hydraulique 32 muni d'une fourche 33 assure le basculement du noyau de moulage et le nettoyage simultané du moule. Un pas angulaire suivant 4" amène le moule 15a en aligne- ment avec le poste S3 o un injecteur 34 effectue l'in- jection de l'élastomère. L'injection étant effectuée, l'injecteur se rétracte et le moule avance d'un autre pas angulaire "''', après quoi commence la phase de vulca- nisation qui se prolonge sur la durée de deux pas angu- laires "IV-tV. A cette phase succède celle de démoulage et de retour à l'état initial du moule qui se termine en S4 par l'évacua- tion du produit fini 10. Bien entendu, des modifications peuvent être apportées aux exemples décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. - Procédé de fabrication de couvercles de protection d'organes pour moteurs de véhicules automobiles, en par- ticulier de poussoirs, caractérisé en ce qu'il comprend en succession, et avec l'utilisation d'un moule unique muni de moyens de chauffage et de régulation de température et comprenant une coquille (16) coopérant avec un noyau de moulage (17), une première phase d'in- jection et de réticulation d'un matériau polymère formant la structure (11) du couvercle et, après rotation du noyau de moulage, une seconde phase de moulage conjoint du joint d'étan- chéité (12) du couvercle par injection et vulcanisation d'un matériau élastomère ou inversement. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde phase d'injection de l'élastomère formant le joint (12) est opérée en maintenant la structure (11) du couvercle (10), obtenue lors de la première phase d'injection et de réticulation, dans sa cavité de moulage de la coquille (16). 3. - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'entre l'injection du matériau polymère qui forme la structure (11) du couvercle (10) et celle du matériau élastomère qui forme le joint (12) moulé conjointement sont intercalées des phases de réticu la- tion dudit matériau polymère, de nettoyage du moule et de rotation du noyau de moulage (17). 4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que les matériaux polymère et élastomère qui composent le couvercle (10) ont des températures de réticulatior. sensiblement équivalentes. 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau polymère formant le couvercle (10) est une matière plastique thermodurcissable insensible à la température de vulcanisation du matériau élastomère. 6. - Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, carac- térisé en ce que l'élastomère constituant le joint (12) est choisi parmi l'épichlorhydrine, les polymères de silicone, les caoutchouc nitrile, acrylique, et éthylène acrylique. 7. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau de moulage (17) est suppor- té de façon rotative par la structure mobile de la presse pour prendre deux positions de travail espacées angulaire- ment de 180 correspondant respectivement au moulage de la structure (11) du couvercle et au moulage du joint (12). 8. - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la coquille (16) du moule présente une surface façonnée (16a) destinée à produire la surface externe (10a) du couvercle (11) et que le noyau de moulage (17) présente de façon correspondante une première surface façonnée (17a) destinée à produire la surface interne (lOb) du couvercle et des secondes surfaces (17b) opposées à la première, destinées à produire le joint (12), l'uti- lisation des première et secondes surfaces de formage du noyau résultant du basculement de ce dernier par rota- tion de 180 autour de pivots de suspension correspondants (18) d'axe horizontal. 9. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la succession des phases de travail est obtenue en déplaçant cycliquement une multiplicité de moules (15a,15b...15n) au moyen d'un support rotatif (30) du type carrousel qui transfère chaque moule d'un poste de travail (Sl-S4) au suivant, les postes étant disposés radialement par rapport au support rotatif. 10. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support rotatif (30) accomplit le cycle de travail par une succession de pas angulaires. 11. - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pas angulaires ont une amplitude de 45 . 12. - Couvercle de protection d'organes pour moteurs de véhicules automobiles, en particulier de poussoirs, obtenu par le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une structu- re (11) en polymère thermodurcissable et un joint (12) en matériau élastomère qui borde le périmètre du couvercle (10) et est intimement lié à la structure de celui-ci par moulage conjoint et vulcanisation.