Brevet FR2628675A1 — publié le 19890922

La présente invention concerne un dispositif de moulage par transfert de joints toriques et plus particulièrement un tel dispositif qui permette de fabriquer des joints toriques en caoutchouc sans barbes de moulage, caractérisé par le fait que l'alimentation est axialement décalée par rapport au plan de joint. L'invention concerne également les joints toriques obtenus à l'aide de ce dispositif. Le moulage d'objets en caoutchouc est réalisé, de façon usuelle par moulage par compression, par moulage par transfert ou par moulage par injection. Le moulage par transfert consiste à placer du caoutchouc non vulcanisé dans un pot dont le fond peut être mis en communication avec une empreinte de moule via des orifices d'alimentation. Un piston hydraulique exerce, par dessus, une pression sur le caoutchouc non vulcanisé pour le faire passer du pot dans l'empreinte.du moule via les orifices d'alimentation. La pression est maintenue et l'on chauffe pendant une période suffisamment longue et à une température suffisante pour que le caoutchouc se vulcanise. Une fois la vulcanisation terminée, le moule est ouvert. et l'objet formé est démoulé. Le moulage sans barbes de moulage est une forme de moulage par transfert dans laquelle la partie du moule adjacente au plan de joint est soumise à un processus conventionnel tel que, lorsque le moule est fermé, cette partie du moule adjacente au plan de joint permet à l'air de s'échapper sans laisser le caoutchouc s'échapper en même temps. Ainsi, l'objet moulé ne présente pratiquement pas de barbes de moulage. Par ailleurs, de façon usuelle les - 2 - barbes de coulée sont enlevées lorsque le culot de transfert est séparé du fond du pot. Les joints toriques sont fabriqués, de façon classique, par une méthode de moulage par compression qui laisse des barbes de moulage le long de leurs diamètres extérieur et inférieur. Il a été constaté que la surface d'étanchéité principale du joint torique est, soit son diamètre intérieur, soit son diamètre extérieur mais, plus souvent, son diamètre extérieur. Il a été constaté que les barbes de moulage laissées par la méthode de moulage par compression appliquée gênent et, dans certains cas, empêchent l'étanchéité le long du diamètre extérieur du joint. Il a également été constaté que les joints toriques fabriqués par moulage par compression sont rejetés dans les machines de chargement automatique à cause des barbes de moulage laissées le long des diamètres intérieur et extérieur. Les machines de chargement automatique sont des élements d'équipement courants qui utilisent la partie du joint torique au niveau ou à côté du plan de joint pour aligner ledit joint torique afin de l'orienter en vue de son installation. Si le joint torique présente des barbes de moulage, il est rejeté. Les demandeurs ont découvert que si un joint torique est moulé dans un moule sans barbes de moulage, dont tous les orifices d'alimentation ont leurs axes décalés par rapport au plan de joint, on obtient une étanchéité supérieure' le long des diamètres intérieur et extérieur du joint et le problème du rejet lié aux machines de chargement automatique se trouve virtuellement éliminé. Le procédé proposé par la présente invention résoud également un certain nombre d'autres problèmes liés aux joints toriques fabriqués par moulage par compression. -3- Les défauts de remplissage provoqués par l'insuffisance de la quantité de caoutchouc dans l'empreinte du moule sont réduits au minimum grâce & la présente invention. Cela tient au fait que tout le caoutchouc non vulcanisé est introduit à partir d'un pot commun au-dessus de l'empreinte du moule. La mauvaise agrégation provenant d'un caoutchouc pré-vulcanisé ou due à la présence d'une quantité excessive de lubrifiant interne ou externe du moule, lorsqu'on utilise un moule.à compression, se -trouve virtuellement éliminée parce que ces lubrifiants ne sont pas normalement employés dans la présente invention et que le caoutchouc n'est pas pris en sandwich entre les deux demi-moules. Il ne se produit pas de barbes de moulage importantes ou épaisses dues & la présence d'une quantité excessive de matière dans l'empreinte du moule car le moule, dans le cas de la présente invention, est fermé avant que la matière pénètre dans l'empreinte. Les barbes de moulage 'collées, dues au caoutchouc qui s'est échappé de l'empreinte *ne se forment pas car la présente invention ne produit pas de barbes de moulage. Les lignes de coulée qui sont courantes dans le moulage par compression sont virtuellement éliminées avec la présente invention. Les bulles qui sont provoquées par l'emprisonnement d'air au cours du moulage par compression sont également virtuellement éliminées par la présente invention. Le défaut de mise en place et le décalage qui se produisent 'dans le moulage par compression ne se produisent pas dans le cas de la présente invention car toutes les empreintes de moules sont usinées par paires et placées sur des plaques de moules. En outre, chaque empreinte -4 individuelle est auto-positionnée pour assurer l'alignement. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, donnée en regard des dessins des planches annexées sur lesquelles: - la figure 1 représente une section transversale d'un moule selon la présente invention; - la figure 2 représente la section transversale du moule de la figure 1 avec du caoutchouc dans le pot de moulage; - la figure 3 représente une section transversale d'un autre moule selon la présente invention et - la figure 4 est une vue de dessus d'une plaque d'empreinte inférieure recevant plusieurs moules selon la présente invention. La figure 1 représente une section d'un moule sans barbes de moulage réalisé selon la présente invention. Le demi-moule supérieur 10 s'adapte sur le demi-moule inférieur 12. Le demi-moule inférieur 12 se trouve placé dans une plaque d'empreinte inférieure 14 tandis que le demi-moule supérieur 10 se trouve placé dans une plaque d'empreinte supérieure 16. La plaque d'empreinte inférieure 14 et le demi-moule inférieur 12 se trouvent placés tous les deux contre la plaque de moule inférieure 18. Lorsque le demi-moule supérieur 10 est amené en contact avec le demimoule inférieur 12, une empreinte de moule 20 se trouve formée. Les demimoules supérieur et inférieur 10 et 12 sont soumis à un processus usuel au niveau du plan de joint 22, de telle sorte que de l'air peut s'échapper de l'empreinte de moule 20 lorsque les deux demi-moules 10 et 12 sont au contact l'un de l'autre. Pour assurer un positionnement relatif correct des demi-moules 10 et 12, il est prévu une bague d'auto- positionnement 24 pour chaque -5- paire de demi-moules 10 et 12. Un orifice d'alimentation 26 traverse le demi-moule supérieur 10 et est en communication avec l'empreinte de moule 20. Le pot de moulage destiné à recevoir le caoutchouc se trouve constitué lorsqu'une plaque de pot 28 est amenée en contact avec la face supérieure de la plaque d'empreinte supérieure 16, comme indiqué sur la figure 2. Le pot de moulage constitué est représenté sur la figure 2 avec, à l'intérieur, du caoutchouc 30. Le moule est équipé d'un piston 32 qui s'engage dans un manchon de la plaque de pot 28 de manière à pouvoir exercer une pression sur le caoutchouc 30. Le piston 32 est un piston mécanique classique. Une source de chaleur (non représentée), en association avec une plaque de piston 34 et la plaque inférieure 18, est utilisée pour vulcaniser le caoutchouc après son injection dans l'empreinte 20. Une fois le moule fermé, le caoutchouc non vulcanisé 30 est placé dans le pot formé par les parties supérieures, à la fois du demi-moule supérieur 10 et de la plaque d'empreinte supérieure 16, et du manchon de la plaque de pot 28. Le piston 32 est amené au contact du caoutchouc non vulcanisé 30 pour forcer ce dernier à travers les orifices d'alimentation 26 jusque dans l'empreinte du moule 20. On utilise un système hydraulique classique (non représenté) pour fermer le moule et pour déplacer le piston 32. Comme le montrent les figures I et 2, l'axe de l'orifice d'alimentation 26 est décalé par rapport au plan de joint 22. La figure 3 représente une variante d'exécution du moule selon la présente invention. Dans cette variante l'axe de l'orifice d'alimentation 26 est décalé d'environ par rapport au plan de joint 22. - 6 - Il est préférable que l'axe de l'orifice d'alimentation it décalé d'environ 15 à 90 par rapport au plan de joint; il est encore davantage préférable qu'il le soit d'environ 30 à 90 et, mème encore mieux, qu'il le soit d'environ 45 à 90 . De bons résultats ont été obtenus avec des axes d'orifice d'alimentation décalés d'environ 45 par rapport au plan de joint. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec l'orifice d'alimentation positionné dans le demi-moule supérieur 10. Conmme les spécialistes le comprendront, un moule réalisé selon la présente invention comportera une pluralité d'empreintes 20. La figure 4 représente une vue de dessus d'une partie de la plaque de moule inférieure 14 dans laquelle la moitié de l'empreinte de moule 20 est représentée avec une bague d'auto-positionnement 24. Chaque empreinte 20 comporte 5 orifices d'alimentation. Le nombre d'orifices d'alimentation dépend de la viscosité du outchouc utilisé. La position réelle des demi- moules sur -a plaque de moule est choisie pour obtenir une mise en place optimum. Le nombre d'orifices d'alimentation en communication avec chaque empreinte de moule doit être de préférence entre 1 et 13, mieux entre 3 et 9 et mieux encore entre 3 et 7. De bons résultats ont été obtenus avec 5 orifices d'alimentation. Les joints toriques sont couramment réalisés en caoutchouc et plus particulièrement, en caoutchouc synthétique tel que l'éthylène propylène diène monomère (EPDM), le fluorocarbone, le silicone, le fluorosilicone, le nitrile ou le néoprène. D'une manière générale, toute matière thermodurcissable peut être employée dans l'application de la présente invention. On peut également utiliser le caoutchouc naturel. De bons résultats ont été obtenus avec la fabrication de joints toriques en EPDM selon la présente invention. Le temps et la température de vulcanisation pour un processus de ce genre sont ceux usuellement retenus et dépendent de la matière utilisée. De bons résultats ont été obtenus avec l'EPDM à une température de vulcanisation d'environ 182 C et pour un temps de vulcanisation d'environ 3 minutes. Le procédé et le moule proposés par la présente invention conviennent pour la fabrication de joints toriques de n'importe quelle dimension. De bons résultats ont été obtenus avec des joints toriques d'un diamètre d'environ 0,39 cm à environ 5,1 cm. Couramment, le joint torique présente une section transversale d'environ 0,10 cm à 0,53 cm. La dimension des orifices d'alimentation, tout comme leur nombre, dépendent de la viscosité du caoutchouc utilisé. De préférence, les orifices d'alimentation ont des diamètres compris entre 0,038 et 0,127 cm et de bons résultats ont été obtenus avec des orifices d'alimentation de diamètres compris entre 0,038 et 0,076 cm. Le diamètre des orifices d'alimentation est mesuré au point d'entrée dans l'empreinte du moule. La fabrication d'un joint torique selon la présente invention se déroule selon le procédé suivant: premièrement, le moule est fermé et la presse verrouille ensemble les demi-moules. Du caoutchouc non vulcanisé est placé dans le pot supérieur et soumis à l'action d'un piston qui le force à travers les orifices d'alimentation jusque dans l'empreinte du moule. Lorsque la pression dirigée vers le bas, du piston, est contrebalancée ou équilibrée par la contre-pression exercée par l'empreinte du moule, le piston s'immobilise et le moule est chauffé pour vulcaniser le caoutchouc. Usuellement, la pression de - 8 - transfert est comprise entre 100 et 350 kg/m2, environ, et temps de vulcanisation est d'environ 3 minutes. La pression et le temps de vulcanisation varient en fonction des caractéristiques du caoutchouc utilisé. Une fois écoulé le temps de vulcanisation, l'action de la pression hydraulique sur les demi-moules est relachée et le moule est extrait puis ouvert pour le démoulage du joint torique. Bien entendu, l'invention concerne non seulement ce qui est spécifiquement exposé dans les revendications mais aussi toutes les variantes et toutes les modifications du mode de réalisation décrit qui restent conformes à l'esprit et au champ d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de moulage sans barbes de moulage comprenant une empreinte de moule formée par un demi-moule supérieur et un demi-moule inférieur, ledit demi-moule supérieur et ledit demi-moule inférieur étant au contact l'un de l'autre au niveau d'un plan de joint et un ou des orifices d'alimentation pour l'injection d'une matière thermodurcissable dans ladite empreinte de -moule, caractérisé en ce que le ou les orifices d'alimentation sont positionnés avec leurs axes décalés par rapport audit plan de joint. 2 ) Dispositif de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 15 à environ 90 par rapport au plan de joint. 3 ) Dispositif de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 30 à environ 90 par rapport au plan de joint. 4 ) Dispositif de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation - débouche dans le demi-moule supérieur. ) Dispositif de moulage selon la revendication.4, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 15 à environ 90 par rapport au plan de joint. 6 ) Dispositif de moulage selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte entre 1 et 13 orifices d'alimentation par empreinte. y1o d2628675 ) Dispositif de moulage, sans barbes de moulage, pour joints toriques comprenant: a) un moule pour fabrication d'un joint torique, comportant une empreinte de moule, celle-ci étant -formée par un demi-moule supérieur et un demi-moule inférieur, ledit demi-moule supérieur et ledit demi-moule inférieur se trouvant en contact l'un de l'autre au niveau d'un plan de joint, et b) au moins un orifice d'alimentation en communication avec ladite empreinte de moule pour l'injection de matière thermodurcissable, ledit orifice d'alimentation ayant son axe décalé par rapport au plan de joint. 8 ) Dispositif de moulage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 15 à environ 90 par rapport au plan de joint. 9 ) Dispositif de moulage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 45 à environ 90 par rapport au plan de joint, ) Dispositif de moulage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation débouche dans le demi-moule supérieur. 11 ) Dispositif de moulage selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque orifice d'alimentation a son axe décalé d'environ 15 à environ 90 par rapport au plan de joint. A4l 12 ) Dispositif de moulage selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte entre 1 et 13 orifices d'alimentation par empreinte.