Brevet FR2730661A1 — publié le 19960823

La présente invention concerne un appareil et un procédé d'introduction de matières à mouler dans un moule. Les procédés de fabrication de matières de friction pour freins et engrenage (plaquettes de frein, garnitures de frein et garniture d'embrayage) se divisent en deux catégories, les procédés par voie sèche et les procésés par voie humide. Dans les procédés par voie sèche, on mélange uniformément et on agite toutes les matières brutes (matières à mouler), telles que l'agent liant thermodurcissable, par exemple une résine phénolique, les fibres de renforcement, par exemple des fibres de verre et des fibres en aramide, I'agent modifiant qui sert à ajuster la friction, par exemple des particules de caoutchouc, des particules de "terre du Japon", une poudre métallique, et autres, on préforme à l'intérieur d'un moule les matières brutes mélangées, on place le sujet préformé dans un moule chauffant sur lequel est placée une plaque dorsale, on le forme thermiquement sous pression élevée, de manière à former une matière de friction qui est unie à la plaque dorsale, et on soumet la matière de friction à un traitement thermique.Dans les procédés par voie humide, on mélange uniformément et on agite toutes les matières brutes, puis on les humidifie, après quoi on sèche et on forme à la chaleur les matières brutes mélangées humidifiées. Lors de la fabrication de matières de friction, il faut disperser de manière uniforme le mélange de matières brutes remplissant le moule afin d'assurer la qualité de la matière de friction. Par conséquent, une dispersion uniforme des matières brutes est obligatoire pendant l'opération d'agitation des matières brutes. A cet effet, il est nécessaire de mesurer le degré de dispersion des matières brutes. Toutefois, la mesure de la dispersion de matières est très difficile. La difficulté qu'il y a à mesurer la dispersion des matières pose un problème en ce qui concerne le contrôle de qualité des produits. Ordinairement, on effectue des mesures qualitatives pour mesurer et contrôler le degré de dispersion. Par exemple, on observe visuellement les matières à mouler contenues à l'intérieur du moule soit à l'oeil, soit à l'aide d'un appareil de mesure de luminosité basé sur la réflexion de la lumière. Toutefois, ces mesures qualitatives souffrent des problèmes suivants. Les valeurs mesurées varient en fonction des types de matières utilisées, de la taille et de la forme des particules des matières, etc. La référence à des critères d'acceptabilité ou de non-acceptabilité n'est pas claire. Cest donc un but de l'invention de fournir un procédé d'introduction de matières à mouler qui permet d'introduire des matières brutes dans le moule de façon que ces matières s'y dispersent dans un état satisfaisant. Un autre but de l'invention est de foumir un appareil d'introduction de matières à mouler qui permet d'introduire des matières brutes dans le moule de façon que ces matières y soient dispersées dans un état satisfaisant. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil d'introduction de matières à mouler qui permet que les matières brutes destinées à constituer une matière de friction soient introduites dans un moule de façon que ces matières y soient dispersées dans un état prédéterminé. Il est proposé un procédé pour produire des matières à mouler dans un moule, qui comprend les opérations suivantes : A) préparer plusieurs sortes de matières à mouler ; B) fournir l'une des matières à mouler ; C) mesurer une quantité prédéterminée de la matière à mouler fournie ; D) délivrer la matière à mouler mesurée en un emplacement prédéterminé du moule ; et E) répéter les opérations B) à D) en fournissant d'autres matières à mouler selon l'opération B). De plus, il est proposé un appareil d'introduction de matières à mouler permettant d'introduire des matières à mouler dans un moule, qui comprend : un moyen de fourniture de matière permettant de fournir une quantité prédéterminée de matière à mouler dans le moule; un moyen de déplacement servant à déplacer le moule par rapport au moyen de fourniture de matière, et inversement ; et un moyen de commande servant à délivrer des signaux d'instruction au moyen de fourniture de matière et au moyen de déplacement de façon à disperser les différentes sortes de matières à mouler dans le moule selon un état prédéterminé. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un appareil d'introduction de matières à mouler selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue de face montrant l'appareil d'introduction de matières à mouler selon le mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant la logique de fonctionnement du moyen de commande du mode de réalisation selon l'invention; la figure 4 est un schéma montrant une opération de pressage d'une matière à mouler amenée dans le moule par l'appareil d'introduction de matières à mouler; et la figure 5 est un schéma montrant un produit moulé qui a été formé dans l'opération de pressage. On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en liaison avec les figures 1 à 5. L'appareil d'introduction de matières à mouler selon le mode de réalisation de l'invention comprend un moyen 10 de fourniture de matière servant à fournir une quantité prédéterminée de matière à mouler dans un moule 30, un moyen de déplacement 35 servant à déplacer le moule 30 par rapport au moyen 10 de fourniture de matière, et inversement, et un moyen de commande 5 servant à délivrer un des signaux au moyen 10 de fourniture de matière et au moyen 35 de déplacement. Le moyen 10 de fourniture de matière comporte un moyen 11 d'approvisionnement en matière servant à fournir une matière à mouler prédéterminée, un moyen de mesure 15 servant à mesurer une quantité prédéterminée de la matière à mouler, et un moyen 20 de délivrance de matière servant à délivrer au moule 30 la matière à mouler qui a été mesurée par le moyen de mesure 15. Le moyen 11 d'approvisionnement en matière comporte une soupape électromagnétique qui s'ouvre et se ferme sous l'action d'un signal provenant du moyen de commande 5. La partie supérieure du moyen 11 d'approvisionnement en matière est connectée par l'intermédiaire d'un tuyau 51 à un conteneur 7 servant à contenir la matière à mouler. Le moyen de mesure 15 mesure une quantité prédéterminée de la matière à mouler qui est fournie via un tuyau 52 par le moyen 11 d'approvisionnement en matière sous commande d'un signal indicatif de la quantité prédéterminée, émis par le moyen de commande 5. Dans ce cas, le moyen de mesure 15 mesure la quantité de la matière à mouler en poids ou en volume. Le moyen 20 de délivrance de matière comporte une trémie 21 destinée à recevoir la matière à mouler mesurée via un tuyau 53 en provenance du moyen de mesure 15, une machine transporteuse à vis sans fin 25 placée sous la trémie 21 afin de faire avancer la matière à mouler, et un moteur 23 qui entraîne la machine transporteuse 25. Le moyen 20 de délivrance de matière est conçu pour délivrer une très petite quantité de la matière à mouler à une vitesse fixe, de manière que la vitesse du moteur 23 et le pas de la vis sans fin soient sélectionnés de façon appropriée en fonction des caractéristiques de la matière. Un tuyau de délivrance 26 est raccordé à l'extrémité distale de la machine transporteuse 25. Un orifice 27 de délivrance de matière, par lequel la matière à mouler est déchargée, est formé à l'extrémité du tuyau de délivrance 26. Le moule 30 est fermement monté sur une table mobile 35 faisant fonction de moyen de déplacement. La table mobile 35 est mobile dans des directions bidimensionnelles, verticalement et horizontalement, de sorte qu'on peut positionner le moule 30 de manière variable par rapport à l'orifice de délivrance 27. Le cas échéant, on peut adopter, comme autre exemple de moyen de déplacement, un bras de robot qui peut se déplacer dans les directions bidimensionnelles tout en serrant avec lui un moule. De plus, le moyen de déplacement peut être conçu de façon à déplacer la partie de foumiture de matière (moyen de délivrance de matière) du moyen de fourniture de matière dans des directions bidimensionnelles. Le moyen de déplacement du moule peut être combiné avec le moyen de déplacement du moyen de fourniture de matière. Le moyen de déplacement peut également être déplacé dans des directions tridimensionnelles, c'est-à-dire que le moyen de déplacement peut également se déplacer vers le haut et vers le bas. Le moyen de commande S peut être constitué d'une unité centrale de traitement (CPU), d'une mémoire vive (RAM), d'une mémoire morte (ROM) et d'une unité d'entrée/sortie (VO), ces composants étant reliés par des bus. De plus, le moyen de commande peut être conçu de façon à diviser le volume interne du moule en segments, suivant trois dimensions, et il affecte des adresses à ces segments, le moyen de commande commandant le moyen de foumiture de matière et le moyen de déplacement, si bien que les matières à mouler sont introduites successivement dans le moule de façon qu'une quantité prédéterminée d'une matière à mouler prédéterminée soit placée en chacun des emplacements d'adresses allant de l'adresse de la position inférieure à l'adresse de la position supérieure. Le moyen 10 de fourniture de matière consiste d'un certain nombre d'unités de fourniture de matière de façon à pouvoir manipuler plusieurs sortes de matières à mouler. Le nombre des unités de fourniture de matière est égal ou supérieur au nombre des sortes de matières à mouler. Une matière à mouler M1 est amenée dans le moule 30 par l'unité 10a de fourniture de matière. Une autre matière à mouler M2 est amenée dans le moule 30 par l'unité de fourniture de matière 10b. Une autre matière à mouler M3 est amenée dans le moule 30 par l'unité de fourniture de matière 10c.Cette structure vise à comporter des conteneurs 7 en nombre égal à celui des sortes de matières à mouler, et le moyen de fourniture de matière qui consiste d'une seule unité de foumiture de matière est autorisé pour certains groupements particuliers des matières à mouler à l'intérieur du moule. Avec la structure ci-dessus mentionnée, une unique unité de fourniture de matière est connectée aux différents conteneurs. Chacune des matières à mouler peut être constituée d'une matière brute d'un même type ou de particules composites contenant chacune des matières brutes de sortes différentes. Selon une autre possibilité, on mélange en une seule matière brute des matières brutes dont les densités sont proches les unes des autres. On forme les particules composites de la manière suivante : on ajoute un agglomérat de liaison contenant un solvant formé d'un mélange eau-alcool à plusieurs sortes de matières brutes qui ont été mélangées à sec, on humidifie le mélange résultant de manière à obtenir une certaine viscosité, et on réduit en matières granulaires le mélange humidifié. On va maintenant décrire, en liaison avec la figure 3, le fonctionnement logique du moyen de commande 5. Un circuit A de fixation des conditions de mélange contient dans sa mémoire une table de mélange pour chaque produit, c'est-à-dire le poids de chaque matière à mouler utilisée, et il détermine l'ordre de délivrance des matières à mouler respectives. Le circuit A de fixation des conditions de mélange délivre un signal, qui est destiné à sélectionner l'un des moyens de délivrance de matière respectivement assignés aux matières à mouler, à un circuit D d'excitation du moyen de fourniture de matière. Le circuit A de fixation des conditions de mélange délivre en outre un signal, qui est indicatif du poids de chaque matière à mouler pour chaque produit, à un circuit E d'excitation du moyen de mesure. Ensuite, le poids de chaque matière à mouler utilisée, qui est enregistré par le circuit A de fixation des conditions de mélange, et la taille de chaque produit moulé sont appliqués à l'entrée d'un circuit B de fixation d'adresse. Dans le circuit B de fixation d'adresse, le volume prévu de chaque produit moulé est divisé en un nombre prédéterminé de segments (par exemple 10000segments). Des adresses sont attribuées à ces segments. Ainsi, les adresses de chaque produit moulé sont fixées (dans le moule). Le circuit A de fixation d'adresses délivre les informations d'adresse et les informations de poids de la matière à mouler pour chaque adresse à un circuit C de fixation de la quantité à fournir et de la position associée. Un modèle de dispersion pour la matière est envoyé à l'entrée du circuit C de fixation de la quantité à fournir et de la position associée. Selon le modèle de dispersion, le circuit C de fixation de la quantité à fournir et de la position associée délivre un signal, indicatif de la quantité de la matière à mouler à fournir pour chaque adresse, à un circuit F d'excitation du moyen de délivrance de matière, et, de plus, un signal, qui indique la position de la table (ou du moule), à un circuit G d'excitation de la table mobile. Quant au modèle de dispersion, lorsque toutes les matières ont été uniformément dispersées et rangées dans le moule, le poids de matière attribué à chaque adresse est le quotient qui résulte de la division du poids total de chaque produit par le nombre d'adresses.Lorsqu'on souhaite faire varier la densité de tassement, par exemple, de la matière en fonction des performances voulues pour le produit moulé, on fixe un gradient de densité de tassement sur la base des performances voulues, et la quantité de matières à fournir pour chaque adresse est déterminée par le gradient. Les circuits d'excitation D, E, F et G envoient des signaux d'instruction au moyen 11 d'approvisionnement en matière, au moyen de mesure 15, au moyen 20 de fourniture de matière, et à la table mobile 35. La figure 4 est un schéma montrant la situation dans laquelle un matériau à mouler M a été introduit dans le moule par l'appareil d'introduction de matières à mouler selon l'invention, et est prêt à l'opération de pressage. La figure 5 est un schéma qui montre le produit moulé 70 formé par l'opération de pressage. Comme on a pu le voir dans la description précédente, l'appareil d'introduction de matière à mouler selon l'invention peut introduire les matières à mouler dans le moule en omettant l'opération de mélange et d'agitation des matières à mouler. Dans le moule, les matières à mouler de plusieurs sortes de matières brutes qui y ont été introduites sont dispersées dans un état prédéterminé. On obtient en résultat une amélioration des performances des produits. Selon l'invention, il est proposé un procédé d'introduction de matières à mouler qui permet d'introduire des matières brutes dans le moule de façon que les matières y soient dispersées dans un état satisfaisant. L'invention propose un appareil d'introduction de matières à mouler qui introduit des matières à mouler dans le moule de façon que les matières brutes y soient dispersées dans un état satisfaisant. De plus, l'invention propose un appareil d'introduction de matières à mouler qui introduit des matières à mouler dans le moule de façon que les matières brutes soient dispersées dans un état prédéterminé. On obtient alors, en résultat, une amélioration des performances des produits. Le moyen de commande divise l'intérieur du moule en un nombre prédéterminé de segments et assigne des adresses à ces segments. Une quantité prédéterminée de la matière à mouler choisie pour une adresse particulière est envoyée dans le moule. Par conséquent, les matières à mouler sont dispersées dans un état prédéterminé à l'intérieur du moule. Les matières à mouler sont contenues dans leurs conteneurs respectifs. Chacune des matières qui est prélevée dans le conteneur est mesurée, et une quantité appropriée de la matière est délivrée dans le moule. Par conséquent, la matière est envoyée de manière fiable et précise dans le moule. Le moyen de déplacement déplace le moule par rapport au moyen de fourniture de matière, et inversement. Par conséquent, on peut disposer en une position prédéterminée du moule, une matière à mouler voulue, de manière stable et précise. Le cas échéant, lorsque le moule et le moyen de fourniture de matière sont disposés dans un état tel qu'ils sont mobiles respectivement dans des directions tridimensionnelles, il est possible de délivrer une nouvelle matière à mouler en une position d'adresse se trouvant à proximité de la matière à mouler déjà placée dans le moule. Par conséquent, il est possible de fixer avec exactitude une matière à mouler prédéterminée en une position prédéterminée du moule. Si l'on divise le volume interne du moule en segments suivant trois dimensions, et que l'on affecte des adresses à ces segments, on peut disperser la matière à mouler d'une manière plus satisfaisante à l'intérieur du moule. Les matières à mouler sont délivrées dans le moule de façon à y être dispersées de la manière prévue. Par conséquent, il est possible de délivrer la matière dans le moule de façon que la densité de tassement de la matière varie en chaque emplacement en fonction des performances nécessaires des produits. Par conséquent, on améliore les propriétés physiques du produit moulé, par exemple la résistance et la souplesse. On peut omettre l'opération de mélange et d'agitation des matières à mouler pendant le processus de fabrication des produits moulés. Ceci conduit à réduire le coût de fabrication. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'introduction de matières à mouler dans un moule, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: A) préparer plusieurs sortes de matières à mouler; B) fournir l'une des matières à mouler; C) mesurer une quantité prédéterminée de la matière à mouler fournie; D) délivrer la matière à mouler mesurée en un emplacement prédéterminé du moule ; et E) répéter les opérations B) à D) avec fourniture d'autres matières à mouler dans l'opération B). 2. Appareil d'introduction de matières à mouler servant à introduire des matières à mouler dans un moule, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (10) de fourniture de matière servant à fournir une quantité prédéterminée de matière à mouler dans le moule (30); un moyen de déplacement (35) servant à déplacer le moule par rapport audit moyen de fourniture de matière, et inversement ; et un moyen de commande (5) servant à délivrer des signaux d'instructions audit moyen de fourniture de matière et audit moyen de déplacement de façon à disperser les différentes sortes de matières à mouler dans le moule selon un état prédéterminé. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de commande divise l'intérieur du moule en segments et affecte des adresses aux segments, et en ce qu'il commande ledit moyen de fourniture de matière et ledit moyen de déplacement de façon qu'une quantité prédéterminée d'une matière à mouler prédéterminée soit placée en chacun des emplacements d'adresses. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de commande divise le volume interne du moule en segments de manière tridimensionnelle et affecte des adresses aux segments, et en ce qu'il commande ledit moyen de fourniture de matière et ledit moyen de déplacement, où les matières à mouler sont successivement introduites dans le moule de façon qu'une quantité prédéterminée d'une matière à mouler prédéterminée se trouve placée en chacun des emplacements d'adresses, dans l'ordre allant de l'adresse de la position inférieure à l'adresse de la position supérieure. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de fourniture de matière comprend: un moyen (11) d'approvisionnement en matière servant à fournir une matière à mouler prédéterminée; un moyen de mesure (15) servant à mesurer une quantité prédéterminée de la matière à mouler fournie par ledit moyen d'approvisionnement en matière ; et un moyen (20) de délivrance de matière servant à délivrer au moule la matière à mouler mesurée. 6. Appareil selon la revendication 5, où ledit moyen de mesure mesure la quantité de matière à mouler en poids ou en volume de matière. 7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de délivrance de matière comprend: une trémie (21) servant à recevoir la matière à mouler mesurée de la part dudit moyen de mesure; une machine transporteuse à vis sans fin (25) placée sous ladite trémie et servant à faire avancer la matière à mouler; et un moteur (23) servant à entraîner ladite machine transporteuse à vis sans fin. 8. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de déplacement déplace le moule suivant des directions bidimensionnelles. 9. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de déplacement déplace le moule suivant des directions tridimensionnelles.