Brevet FR2624783A1 — publié le 19890623

La présente invention est relative à un dispositif de moulage pour -la réalisation de coupes radiales de bagues d'étanchéité, en particulier de bagues d'étanchéité radiales à lèvres, c'est-à-dire du type comportant une armature de section sensiblement en forme de L, le cas échéant munie d'un revêtement, notamment en élastomère, dont une branche définit la portée extérieure de la bague, et dont l'autre branche est munie à son extrémité d'au moins une lèvre a 1étanchéité destinée à venir au contact d'un arbre tournant, la portée extérieure de la bague étant alors emmanchée dans un alésage du logement dudit arbre. Le contrôle de la géométrie de telles bagues d'étanchéité s'effectue, outre par les techniques de métrologie traditionnelles, la plupart du temps par ltexamen au projecteur de profil d'une coupe radiale de la bague. La section agrandie 10 ou 20 fois est alors comparée à un plan de référence tracé à la même échelle en vue de repérer les éventuels défauts de fabrication. De manière habituelle, pour obtenir une coupe radiale d'une bague d'étanchéité, on enrobe celle-ci dans une résine à très faible retrait puis on sectionne et on polit la bague et l'enrobage de résine, après durcissement, selon un plan diamétral de la bague. Pour éviter toute déformation de la bague à observer pendant la découpe et l'examen ultérieur, le moulage s'effectue habituellement comme décrit dans la norme DIN 3761 partie 21 en plaçant dans un moule la bague montée au préalable sur un mandrin métallique comportant deux portées cylindriques concentriques, l'une au diamètre nominal de l'arbre sur lequel doit être montée la bague, l'autre au diamètre nominal de l'alésage dans lequel doit être montée la bague. Une fois le moulage réalisé, on sectionne selon un plan diamétral de la bague, en plus de la bague elle-même et de l'enrobage de résine, le mandrin métallique, généralement en un alliage d'aluminium. Cette technique, bien que couramment utilisée, présente l'inconvénient d'une part d'utiliser une quantité importante de résine correspondant au volume interne du moule, généralement parallélépipèdique, recevant l'ensemble de la bague et du mandrin métallique, et d'autre part de nécessiter un temps de coupe et de polissage ultérieur important du fait de la nécessité de sectionner, comme mentionné ci-dessus, le mandrin sur lequel est mise en place la bague pendant l'opération de moulage. En outre, cette technique de moulage n'est pas satisfaisante dans le cas de bagues d'étanchéité dont la lèvre d'étanchéité est munie, au voisinage de son arête, de stries d'orientation destinées à réaliser un effet de pompage hydrodynamique. Ces stries définissent au contact de la portée cylindrique du mandrin, au diamètre de l'arbre, des petites cavités dans lesquelles la résine pénètre difficilement au cours de l'opération de moulage. Enfin; la technique antérieure est coûteuse du fait de la nécessité de sectionner à chaque fois le mandrin qui n'est donc pas réutilisable. Il est donc nécessaire d'utiliser un mandrin relativement onéreux pour chaque coupe radiale réalisée. La présente invention se propose de réaliser un dispositif de moulage, simple et économique, permettant d'éviter notamment les inconvénients mentionnés ci-dessus de la technique antérieure. Le dispositif de moulage selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il est constitué de trois éléments concentriques emboîtables et séparables définissant entre eux une cavité intérieure annulaire, à savoir une plaque de fond, de préférence sensiblement en forme de disque circulaire, dont la paroi intérieure définit une paroi de fond de ladite cavité, un noyau central embolté dans ladite plaque de fond, de préférence de forme sensiblement cylindrique, dont la surface extérieure définit une paroi cylindrique intérieure de ladite cavité, et une carcasse, de préférence de forme sensiblement annulaire et de section en U, dont une paroi intérieure réalise une portée cylindrique extérieure de la cavité, ladite carcasse présentant une face ouverte, de préférence plane, pour l'introduction de la résine. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, en particulier dans le cas de bagues dont la lèvre d'étanchéité est munie de stries d'orientation, le noyau est monté rotatif dans la plaque de fond et comporte une surface plane en regard de la face ouverte de la carcasse, l'inclinaison de la face plane du noyau, par rapport à la face plane ouverte de la carcasse étant modifiable par rotation du noyau sur la plaque de fond de préférence entre deux positions d'extrémité matérialisées par des repères susceptibles d'être alignés sur des surfaces frontales de la carcasse et du noyau. La carcasse comporte également avantageusement, une face plane parallèle à la face plane ouverte d'introduction de la résine. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple nullement limitatif, un mode de réalisation et son fonctionnement en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 illustre une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue par un procédé traditionnel, - la figure 2 est une vue en élévation frontale du dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2 avec une bague mise en place dans la cavité de moulage, et - la figure 4 est une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue selon l'invention par mise en oeuvre du dispositif des figures 2 et 3. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui illustre une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue par un procédé de moulage mis en oeuvre selon la norme DIN 3761 partie 21. La bague d'étanchéité, illustrée, dont on a réalisé une coupe radiale, comporte une armature métallique présentant une section en forme de L dont une branche 1 revêtue d'un matériau élastomère constitue la portée de diamètre extérieur de la bague, et dont l'autre branche 2, également munie d'un revêtement en élastomère, présente à son extrémité une lèvre d'étanchéité 3 repoussée radialement vers l'intérieur par un ressort 4. Pour le moulage la bague est mise en place sur un mandrin annulaire comportant une portée cylindrique 5 dont le diamètre correspond au diamètre de l'arbre sur lequel doit être montée la bague et une portée cylindrique 6 dont le diamètre correspond au diamètre de l'alésage dans lequel doit être montée la bague, les portées 5 et 6 constituant des portées d'appui pour la lèvre d'étanchéité 3 et respectivement la portée extérieure 1 de la bague. Le mandrin comporte également une portée de base 7 servant à l'appui de la branche 2 de la bague, cette portée étant pourvue d'orifices 8 pour l'introduction de la résine de moulage. Le moulage s'effectue dans un moule parallélépipèdique, non représenté, de manière à enrober d'un bloc de résine 9 le mandrin et la bague. Après durcissement de la résine, on sectionne le bloc selon un plan diamétral de la bague de manière à couper la résine, le mandrin et la bague, et, après polissage, on obtient la coupe radiale d'aspect traditionnel illustrée à la figure 1. On se réfère maintenant aux figures 2 et 3 qui illustrent un dispositif de moulage selon l'invention. Celui-ci se compose de trois éléments cylindriques emboîtables et séparables, à savoir une plaque de fond 10, un noyau central 11 et une carcasse 12. Dans l'exemple illustré, la plaque de fond 10 présente la forme d'un disque circulaire dont la face intérieure présente une portée d'appui 13 pour le noyau-11, réunie par un décrochement à une portée 14 d'appui pour la branche 2 de la bague. La plaque de fond 10 comporte en outre un évidement central 15 pour la réception d'une partie cylindrique 16 en saillie du noyau 11 permettant un positionnement du noyau 11 par rapport à la plaque de fond 10 et un mouvement de rotation du noyau par rapport à cette plaque de fond. Le noyau 11, de forme cylindrique, présente une portée cylindrique 17, au diamètre de l'arbre sur lequel doit être montée la bague et servant d'appui à la lèvre d'étanchéité 3 de la bague lorsque celle-ci est mise en place dans le dispositif de moulage, comme illustré à la figure 3. Comme on le voit sur la figure 2, le noyau Il comporte en outre une face plane 18. Comme on le voit également sur la figure 2, la carcasse 12 présente une face plane 19 et une face plane 20. Comme on le voit sur la figure 3, la carcasse 12 présente en section sensiblement la forme d'un t définissant une portée cylindrique intérieure 21 au diamètre de l'alésage dans lequel doit être mise en place la bague et contre laquelle vient en appui la branche 1 de la bague et une portée intérieure plane 22 en appui contre une face extérieure frontale plane 23 du noyau 11. La carcasse 12 présente en regard de la face 23 du noyau un évidement central 24. Comme on le voit sur la figure 2, la face frontale 23 du noyau présente en regard de l'évidement 24, un repère tel qu'une flèche 25, et la face frontale 26 de la carcasse présente deux repères sous forme de flèches désignées par G et D, ces flèches servant de repères d'orientation du noyau, comme cela sera expliqué plus loin. Comme on le voit sur la figure 3, les éléments du dispositif selon l'invention définissent une cavité intérieure de moulage sensiblement annulaire 27 dans laquelle est mise en place la bague. Pour réaliser le moulage, on positionne d'abord le noyau 11 sur la plaque de fond 10, on met en place la bague en appui sur les portées 14 et 17 et on met ensuite en place la carcasse 12. On peut alors introduire de la résine à l'aplomb de la face plane ouverte 19 de la carcasse, comme schématisé par la flèche en grisé sur la figure 2. Dans le cas de bagues dont la lèvre d'étanchéité présente au voisinage de son arête des stries d'orientation et selon que ces stries soient orientées à gauche ou à droite, on aligne de manière correspondante la flèche 25 et l'une des deux flèches G et D, de façon à orienter de manière correspondante la face plane 18 du noyau par rapport à la face plane 19 de la carcasse, ce qui permet, au cours de l'introduction de la résine, schématisé par la flèche en grisé, un échappement simultané de l'air, schématisé par la flèche blanche, empêchant la formation de poches d'air entre la bague et le noyau. Après durcissement de la résine, on démonte les trois éléments constitutifs du dispositif de moulage et on sectionne l'enrobage de résine dont la forme correspond à la cavité 27 du dispositif de moulage et la bague, de sorte qu'après polissage on obtient une coupe radiale telle qu'illustrée à la figure 4. On comprend en comparant les figures 1 et 4 que, grâce à la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, on utilise une quantité beaucoup plus faible de résine et l'on met en oeuvre un temps de sectionnement bien inférieur du fait qu'il n'est plus nécessaire de couper un mandrin de support de la bague. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de moulage pour la réalisation de coupes radiales de bagues d'étanchéité, caractérisé par le fait qu'il est constitué de trois éléments (10,11,12) concentriques, emboîtables et séparables, définissant entre eux une cavité intérieure annulaire (27), à savoir une plaque de fond (10) dont la paroi intérieure (13,14) définit une paroi de fond de ladite cavité, un noyau central (11) emboué dans ladite plaque de fond et dont la surface extérieure (17) définit une paroi cylindrique intérieure de ladite cavité, et une carcasse (12) dont une paroi intérieure (21) réalise une portée cylindrique extérieure de la cavité, ladite carcasse présentant une face ouverte (19) pour l'introduction d'une résine. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la face ouverte (19) de la carcasse (12) est plane. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le noyau (11) est monté rotatif dans la plaque de fond (10). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le noyau comporte une surface plane (18) en regard de la face ouverte de la carcasse. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des repères (25;G,D) susceptibles d'être alignés sur des surfaces frontales (26;23) de la carcasse (12) -et respectivement du noyau (11). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la carcasse (12) comporte une face plane (20) parallèle à la face plane (19) d'introduction de la résine. 7. Coupe radiale de bague d'étanchéité, caractérisée par le fait qu'elle est obtenue par mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes et ne comporte pas de noyau intérieur.