Brevet FR2643012A1 — publié le 19900817

l 2643012 Cette invention concerne un procédé perfectionné de fabrication d'un article moulé et un appareil destiné au même but, et en particulier, mais non exclusivement, à la fabrication d'un article en matière polymère par moulage par injection. Une technique connue de moulage par injection adaptée à la fabrication d'articles moulés en uréthane ricrocellulaire utilise :une disposition en carrousel comprenant, par exemple, 16 unités de presse du type à relier comprenant chacune une paire de platines chauffées. Les deux platines d'une paire supportent des moitiés respectives d'un moule en deux parties du type dans lequel, lorsque les deux moitiés de moule sont rapprochées, les surfaces tournées l'une vers l'autre des moitiés de moule définissent entre elles une chambre de moule d'une forme complémentaire de celle de l'article à réaliser et un canal d'alimentation pour l'injection d'une matière à mouler dans la chambre de moule. De façon classique, le canal d'alimentation est disposé pour s'étendre dans une direction soit verticale, soit horizontale, soit inclinée pour communiquer avec une partie inférieure de la chambre de moule. Un petit canal d'évent, défini aussi par les surfaces tournées l'une vers l'autre des moitiés de moule, permet à l'air d'être refoulé hors de la région de la zone supérieure de la chambre de moule au cours de l'injection d'une matière à mouler telle qu'un mélange de résine, de prépolymère et d'un gonflant. L'appareil du type décrit ci-dessus, lorsqu'il est utilisé avec soin, peut être apte à fabriquer de façon fiable des articles de haute qualité, chacune des unités de presse étant positionnée en séquence, par déplacement du carrousel, de façon à étre alignée avec une tête d'alimentation & partir de laquelle une matière à mouler est injectée à travers le canal d'alimentation vers la chambre de moule de l'unité de presse. Lorsque chaque unité de presse quitte en séquence la position face à la tête d'alimentation, il existe souvent une tendance à un écoulement inversé de matière injectée, non durcie, vers l'extérieur à travers le canal d'alimentation. Ceci entraîne une perie indésirable de matière et, de façon plus importante, réduit la matière disponible dans le moule pour former l'article fini. La mesure dans laquelle la matière non durcie tend à s'écouler depuis le canal d'alimentation dépend au moins en partie de la viscosité de la matière A injecter et de la vitesse à laquelle elle est durcie. Puisque que ceci peut varier de façon significative pour de faibles variations de certains facteurs comme la température de moule, le mélange de matière injectée et les facteurs d'environnement comme l'humidité, on comprend, et ceci est compris dans l'art depuis longtemps, qu'il en résulte une variation aléatoire indésirable du poids et d'autres particularités des produits finis. Des tentatives ont été effectuées pour remédier à ce problème en rendant étanche le canal d'alimentation après l'injection de façon à permettre A la matière injectée d'être durcie dans une mesure telle qu'elle ne puisse plus tendre à s'écouler vers l'extérieur par le canal d'alimentation. Malgré les avantages, reconnus depuis longtemps, que l'on peut espérer d'une étanchéité du canal d'alimentation, aucune technique n'a été proposée avant la présente invention, pour travailler de façon fiable lors du moulage d'un élastomère d'uréthane ou d'une matière similaire. Selon un aspect de la présente invention, on réalise un dispositif de moule comprenant un moule possédant un orifice d'entrée pour l'écoulement de matière A mouler vers une cavité de moule située à l'intérieur du moule et un dispositif d'étanchéité actionnable pour couvrir ledit orifice d'.entrée et venir en contact avec une surface d'étanchéité de moule entourant ledit orifice pour emp&cher l'écoulement de matière à mouler depuis ladite cavité, ledit dispositif d'étanchéité comprenant un corps de support mobile par rapport au moule, un organe d'étanchéité en vue d'un déplacement en coulissement au-dessus d'une surface d'étanchéité du moule et des moyens de support élastiques disposés pour supporter 1' organe d'étanchéité de façon élastique par rapport au corps de support, lesdits moyens de support élastiques étant disposés normalement pour solliciter l'organe d'étanchéité en l'écartant du corps du support en direction du moule dans une direction sensiblement perpendiculaire à ladite direction de déplacement en coulissement de l'organe d'étanchéité au-dessus de la surface d'étanchéité de moule. Le dispositif de moulage peut être d'un type apte à être utilisé dans une machine de moulage à injection pour la fabrication - d'articles en élastomère d'uréthane ou en une matière similaire, et la présente invention fournit la combinaison du dit dispositif de moule et d'une machine de moulage par injection. La présente invention fournit en outre un procédé pour la fabrication d'un article moulé comprenant les étapes consistant à réaliser un dispositif de moule comprenant un moule comportant un orifice d'entrée destiné à l'écoulement de matière & mouler vers une cavité de moule, disposer sur ledit dispositif de moule une surface d'étanchéité entourant ledit orifice d'entrée, et disposer un dispositif d'étanchéité comportant un corps de support mobile par rapport à la surface d'étanchéité du moule et un organe d'étanchéité qui est sollicité élastiquement pour s'écarter du corps de support et s'appuyer contre la surface d'étanchéité, ledit procédé comprenant de plus le remplissage du dit moule à l'aide d'une matière à mouler par l'intermédiaire d'un ajutage d'injection positionné au voisinage du dit orifice d'entrée, l'enlèvement du dit ajutage, et ensuite le déplacement du corps de support du dispositif d'étanchéité pour amener l'organe d'étanchéité à coulisser au-dessus de ladite surface d'étanchéité de moule pour fermer ledit orifice d'entrée. De préférence, les moyens de support élastique agissent entre l'organe d'étanchéité et le corps de support normalement pour solliciter l'organe d'étanchéité en l'écartant du corps de support. De préférence, 1' organe d'étanchéité comprend au moins une partie de face en polyamide cose du Nylon 66 en vue d'un déplacement en coulissement au-dessus d' une partie de moule pour fermer un canal d'injection A la suite d'un processus d'injection. De façon particulièrement préférée, il comprend une matière de Nylon GS qui est du nylon imprégné de particules de polytétrafluoroéthylène (ou PTFE). Un autre produit approprié est du PTFE, la matière de la partie de face étant choisie parmi celles pour lesquelles l'élastomère d'uréthane présente une adhérence relativement faible lorsque le dis.ositif est utilisé avec un moule en vue d'une injection avec cette matière. On préfère en outre que 1' organe d'étanchéité comprenne une partie de face fixée de façon libérable & une partie de corps d'organe d'étanchéité et supportée par celle-ci. Le support élastique de l'organe d'étanchéité peut être constitué par des moyens de support comme un ressort mécanique, par exemple un ressort & boudin de compression, ou par un élé ment de matière élastique comme un élastomère d'uréthane micro-cellulaire (par exemple du Microvon) qui de façon appropriée n'est pas affecté par les températures de travail rencontrées lorsqu'il est appliqué sur une partie de moule chauffée. Le dispositif d'étanchéité peut comprendre des moyens de pivot en vue d'un support par rapport au moule, gràce à quoi l'organe d'étanchéité peut être basculé sur une trajectoire en arc au-dessus du moule pour couvrir ou découvrir un canal d'alimentation d'injection. En variante, des canaux de guidage peuvent être disposés pour guider le dispositif d'étanchéité pour qu' il exécute par exemple un déplacement linéaire au-dessus de la surface du moule. La présente invention fournit également un procédé pour la fabrication d'un article en matière polymère, et en particulier un élastomère d'uréthane comme du Microvon, dans lequel est utilisé un dispositif de moule de la présente invention. On va maintenant décrire, & titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels la Figure 1 est une vue en plan d'une partie d'une presse du type carrousel a moules multiples et d'un dispositif d'étanchéité selon la présente invention; la Figure 2 est une vue de côté de l'un des moules de la Figure 1 dans une position fermée; les Figures 3A et 3B représentent respectivement une vue de côté et une vue en bout partiellement en coupe du dispositif d'étanchéité de la Figure 1; 26 4 3012 les Figures 4A et 4B représentent respectivement des vues de côté et en bout du corps de support du dispositif d'étanchéité des Figures 3A et 3B; les Figures 5A et 5B représentent respectivement des vues de côté et en bout de la partie de corps de l'organe d'étanchéité du dispositif d'étanchéité des Figures 3A et 3B, et les Figures 6A et 6B représentent respectivement des vues de côté et d'arrière des parties de face du dispositif d'étanchéité des Figures 3A et 3B. Une machine de moulage par injection 10 à seize stations comprend un carrousel Il comportant seize unités de presse 12 du type à relier. Chaque unité de presse comprend une platine fixe 13 et une platine à charnière 14 mobile par rapport à la platine fixe à l'aide d'un actionneur (non représenté) hydraulique (ou pneumatique). Sur chacune des platines 13, 14 d'une paire est fixée une partie d'un moule d'acier 17 en deux parties 15, 16. Les surfaces tournées l'une vers l'autre du moule définissent entre elles une cavité de moule, non représentée, et un canal d'alimentation 18 qui s'étend'depuis une face extérieure 19 du moule 17 vers la cavité de moule pour injecter dans cette cavité une matière A mouler. Les platines 13, 14 incorporent des éléments chauffants électriques (non représentés) de type connu. La machine de moulage comprend aussi un dispositif à tête unique d'injection 20 comportant un ajutage 21 qui peut être avancé Jusqu'au contact avec un canal d'alimentation 18 en vue d'une injection de matière à mouler et ensuite rétracté pour permettre la rotation du carrousel afin d'amener en alignement avec 1' ajutage d'injection 21 le canal d'alimentation du moule suivant. Lorsque la machine fonctionne, Ies moitiés de moule sont amenées A s'écarter, grace aux charnières de la platine 14, à une station précédant immédiatement celle du moule qui est aligné avec le dispositif d'injection: ceci permet A un opérateur d'enlever l'article moulé hors de la cavité de moule et du canal d'alimentation, de nettoyer cette cavité et ce canal et d'appliquer un agent de libération selon les besoins. Sur la surface extérieure 19A (voir Figure 2) de chaque partie de mou e 15 est fixé un dispositif d'étanchéité 30 qui peut être amené en travers du canal d'alimentation afin de le fermer à la suite de l'injection de matière à mouler et d'empocher cette matière de refluer hors de la cavité de moule et du canal d'alimentation. Le dispositif d'étanchéité 30 comprend un corps de support 31 en acier usiné (voir Figures 3t, 3B, 4A et 4B) d' une forme généralement triangulaire. Dans une région de coin du corps 31 est ménagé un orifice pour recevoir une douille 32 à travers laquelle passe un boulon 33 à fixer à la face de moule 19A4 dans la condition assemblée, un épaulement 34 du boulon vient en butée sur la face -19A. Le corps 31 avec sa douille associée 32 peut pivoter autour du boulon sous l'action d'une force réduite suffisante pour surmonter la résistance de friction réalisée entre le boulon et la douille. Dans une autre région de coin du corps de support 31 est disposée une cheville de support 33 qui s'étend depuis le corps pour reposer sur un côté de ce dernier opposé à celui de la partie d'extrémité filetée du boulon 33. La cheville 35 supporte un roulement à billes 36 dont la surface radiale extérieure 37 constitue une contre-cae au moyen de laquelle le dispositif d'étanchéité est amené à se déplacer. La troisième partie de coin du corps de support 31 supporte un organe d'étanchéité 38 de canal d'alimentation comprenant un boitier 39 généralement cylindrique d'un seul tenant avec le corps 31. Le boîtier 39 supporte A coulissement un plongeur en acier 81 et contient un ressort à boudin de compression 40 qui sollicite vers l'extérieur la partie de tête 41 du plongeur à partir d'une face d'extrémité arrière 42 du boîtier 39. L'axe longitudinal du boîtier cylindrique 39 est parallèle à l'axe longitudinal du boulon 33 et le ressort sollicite la tête de plongeur pour qu'elle se déplace dans la direction de l'extrémité filetée du boulon. Pour éviter l'expulsion du plongeur sous l'action du ressort une partie de tige 43 du plongeur traverse un orifice dans la face d'extrémité 42 et elle est maintenue captive par un ensemble de verrouillage constitué d'une goupille fendue 44 et d'une rondelle 45. Sur la partie de tète 41 du plongeur est fixé un capuchon 46 (voir Figure 6A et 6B) en Nylon GS. Sur la face arrière du -apuchon 46 est ménagé un évidement 47 qui lui permet d'être fixé par montage à la presse sur la tête de plongeur. Lors du montage du dispositif d'étanchéité sur la partie de moule , le dispositif d'étanchéité peut pivoter autour du boulon 33 et le capuchon de nylon 46 coulisse au-dessus des faces 19A, 19B des parties de moule. Un déplacement du dispositif d'étanchéité entre une position dans laquelle il couvre le canal d'alimentation 18 et une position dans laquelle il libère ce canal, est effectué par l'action d'une paire de têtes de coulisseaux 48 actionnées pneumatiquement dont l'une est représentée & la Figure 2. La tête de coulisseau peut être actionnée pour descendre et venir en contact avec la surface extérieure 37 du roulement à billes 36 et provoquer un déplacement & pivotement du corps 31, à la suite de quoi le capuchon de support 46 supporté élastiquement coulisse au-dessus de la face de moule. Un deuxième coulisseau, non représenté, peut fonctionner pour monter en vue d'un pivotement en retour du corps 31. Dans ce mode de réalisation, le coulisseau supérieur, pour amener le capuchon à fermer le canal d'étanchéité, est situé au voisinage du dispositif 20 de tête d'injection et il est agencé pour fonctionner automatiquement lorsque l'ajutage 21 est rétracté à la suite d' une opération d'injection. L'autre coulisseau est situé dans une position espacée autour du carrousel pour déplacer le capuchon vers une position rétractée lorsque la matière d'injection a été suffisamment durcie - pour n'avoir plus tendance à refluer hors du canal d'alimentation. On estime qu'un dispositif d'étanchéité d'un type conforme à la présente invention fonctionne avec une efficacité surprenante pour résister à une usure indésirable et pour résister à une accumulation indésirable de matière injectée qui classiquement posaient des problèmes de fonctionnement. Dans le cas d'une usure du capuchon 46, il peut être directement et économiquement remplacé par montage à la presse ou par un autre mode d'attache d'une pièce de remplacement. 26 4 3012 REVENDICATIONS 1. Un dispositif de moule comprenant un moule (17) possédant un orifice d'entrée (18) pour l'écoulement de matière A mouler vers une cavité de moule située à l'intérieur du moule et un dispositif d'étanchéité (30) actionnable pour couvrir ledit orifice d'entrée (18) et venir en contact avec une surface d'étanchéité de moule (19A, 19B) entourant ledit orifice pour empêcher l'écoulement de matière à mouler à partir de ladite cavité, caractérisé en ce que ledit dispositif d'étanchéité (30) comprend un corps de support (31) mobile par rapport au moule (17), un organe d'étanchéité (38) en vue d'un déplacement en coulissement au-dessus d'une surface d'étanchéité (19A, 19B) du moule et des moyens de support élastiques (40) disposés pour supporter l'organe d'étanchéité (38) de façon élastique par rapport au corps de support, lesdits moyens de support élastiques (40) étant disposés normalement pour solliciter l'organe d'étanchéité (38) en l'écartant du corps du support (31) en direction du moule (I7) dans une direction sensiblement perpendiculaire à ladite direction de déplacement en coulissement de l'organe d'étanchéité au-dessus de la surface d'étanchéité de moule. 2. Un dispositif de moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (38) comprend une partie de face (46) en polyamide. 3. Un dispositif de moule selon la revendication 2 caractérisé en ce que la partie de face (46) est une matière à base de nylon comme du nylon imprégné de polytétrafluoroéthylène. 4. Un dispositif de moule selon 1' une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (38) comprend une partie de face (46) qui est fixée de façon libérable sur une partie de corps (81) de l'organe d'étanchéité (38) et qui est supportée par celle-ci. 5. Un dispositif de moule selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que 1' organe d'étanchéité (38) est supporté de façon élastique par le corps de support (31) par un ressort mécanique, par exemple un ressort à boudin de compression (40). 26430 12 6. Un dispositif de moule selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (23) est fixé à pivotement sur le moule (17). 7. Un dispositif de moule selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé, en ce qu'une contre-came (37) est fixée sur le corps de support (31). 8. Un dispositif de moule selon la revendication 7 caractérisé en ce que ladite contre-came (37) peut tourner par rapport au corps de support. 9. Un dispositif de moule selon la revendication 8 lorsqu'elle dépend de la revendication 6 caractérisé en ce que l'axe de rotation de la contre-came (37), de direction du support élastique de l' organe d'étanchéité et 1' axe autour duquel le corps de support est monté à pivotement sont parallèles entre eux. 10. Un dispositif de moule selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le moule (17) comprend deux moitiés de moule (15, 16) et en- ce que l'organe d'étanchéité (38) peut coulisser entre une première position dans laquelle, lorsque les moitiés de moule sont en contact pour définir une cavité de -20 moule et un orifice d'entrée, l'organe d'étanchéité s'appuie contre les deux moitiés de moule pour rendre étanche l'orifice d'entrée (18), et une deuxième position dans laquelle l'organe d'étanchéité s'appuie uniquement sur l'une des moitiés de moule.