Brevet FR2738180A1 — publié le 19970307

i PROCEDE DE FABRICATION D'UN PRODUIT EN MATIERE PLASTIQUE PAR EXTRUSION-SOUFFLAGE EN TROIS DIMENSIONS L'invention concerne essentiellement un procédé de fabrication d'un produit en matière plastique par extrusion-soufflage en trois dimensions, ainsi que les produits obtenus par exécution de ce procédé, notamment des conduits de passage de fluide. Les conduits de passage de fluide, notamment d'air ou de gaz, sont traditionnellement réalisés en caoutchouc par moulage par injection, ce qui permet de leur donner des formes non-rectilignes, ces conduits devant souvent comporter des coudes formés les uns à la suite des autres dans des plans différents. C'est le cas notamment des conduits d'air qui équipent les moteurs à combustion interne des véhicules automobiles et qui relient une entrée d'air à un filtre à air, le filtre à air à un collecteur d'admission ou à un turbo- compresseur, le turbo-compresseur à un échangeur et l'échangeur au moteur. Ces conduits moulés par injection en caoutchouc ont une épaisseur de paroi relativement importante, par exemple de l'ordre de 4 à 5 mm, et sont donc lourds et onéreux. On a déjà proposé de les réaliser par extrusion-soufflage en trois dimensions, ce procédé récent consistant à extruder une paraison en une matière plastique appropriée à l'intérieur d'un moule ouvert, à fermer au moins une partie du moule sur au moins une partie correspondante de la paraison, puis à déplacer au moins une autre partie de la paraison pour donner à celle-ci la forme générale du conduit à réaliser, et à refermer ensuite une autre partie du moule sur cette autre partie de la paraison. Après fermeture complète du moule, on injecte un gaz sous pression dans la paraison pour l'appliquer sur la surface interne du moule puis, après solidification de la matière plastique, on ouvre le moule pour démouler le conduit. On peut ainsi obtenir des conduits présentant des coudes formés dans des plans différents, qui ont une épaisseur nettement plus faible que les conduits traditionnels en caoutchouc de la technique antérieure et qui sont donc beaucoup plus légers et moins coûteux que ces derniers. Il est cependant nécessaire, dans de nombreux cas, de rapporter ensuite des accessoires sur ces conduits, par exemple pour les équiper de conduits de dérivation, de pattes ou d'autres organes de fixation ou d'accrochage sur un support, ou encore de résonateurs dans le cas des conduits d'admission d'air pour moteurs, ces opérations de reprise étant longues et onéreuses et nécessitant souvent l'emploi de moyens tels que des colliers de serrage ou analogues, qui doivent être posés à la main par des ouvriers. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients. Elle a pour objet un procédé d'extrusion- soufflage permettant de réaliser un produit en matière plastique d'une seule pièce avec des accessoires ou équipements annexes tels par exemple que des conduits de dérivation, des résonateurs, des pattes ou organes de fixation, etc. Elle a également pour objet des produits en matière plastique réalisés par extrusion-soufflage d'une seule pièce avec des accessoires ou équipements annexes du type précité, tels notamment que des conduits d'admission d'air pour des moteurs de véhicules automobiles. Elle propose, à cet effet, un procédé de fabrication d'un produit en matière plastique par extrusion-soufflage en trois dimensions, consistant à extruder une paraison dans un moule ouvert, à fermer au moins une partie du moule sur au moins une partie de la paraison, à déplacer au moins une autre partie de la paraison pour lui donner la forme générale du produit à réaliser, à refermer une autre partie du moule sur ladite autre partie de la paraison, puis après fermeture du moule à injecter un gaz sous pression dans la paraison pour l'appliquer sur la surface interne du moule et ensuite à ouvrir le moule pour démouler le produit, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à former d'une pièce sur ce produit, au cours de sa fabrication, au moins un accessoire tel par exemple qu'un résonateur, un conduit de dérivation, une patte ou un organe de fixation ou de guidage, par des opérations consistant après la conformation de la paraison à la forme générale du produit à réaliser, à ouvrir ou à laisser ouverte une partie du moule à l'endroit o l'on veut former un accessoire précité, à former par soufflage une extension de la paraison à cet endroit, puis à fermer le moule sur la paraison et son extension et à donner leur forme définitive à la paraison et à son extension par injection d'un gaz sous pression dans la paraison. Le soufflage est donc réalisé en deux temps dans le procédé selon l'invention, le premier temps permettant de réaliser une extension de la paraison à l'emplacement prévu de l'accessoire à réaliser, le second temps permettant de donner à la paraison et à son extension leur forme définitive correspondant à celles du produit et de l'accessoire à réaliser. Le produit et son ou ses accessoires sont donc ainsi réalisés d'une seule pièce, de façon simple, rapide et économique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extension précitée de la paraison a une forme initiale de bourrelet en saillie sur la périphérie de la paraison, ce bourrelet s'étendant sur 360' ou moins autour de l'axe de la paraison. Le procédé consiste ensuite à écraser une partie de ce bourrelet à la fermeture du moule, notamment pour donner une forme tubulaire à l'extension de la paraison. On peut profiter de cet écrasement du bourrelet dû à la fermeture du moule pour former un voile de liaison entre le produit et l'accessoire et éventuellement pour former simultanément dans ce voile au moins un autre accessoire tel par exemple qu'une patte de fixation ou d'accrochage, ou une rainure ou un canal de guidage de câbles ou analogues. Selon une autre caractéristique particulière- ment avantageuse de l'invention, la paraison précitée comporte au moins deux matières plastiques différentes, l'une de type souple et l'autre de type rigide, qui sont extrudées successivement. Dans une application particulière de l'invention à la fabrication de conduits d'admission d'air pour véhicules automobiles, l'accessoire formé d'une pièce avec le conduit peut être un résonateur de Hielmholtz ou un résonateur quart d'onde de forme sensiblement torique s'étendant sur 360' ou moins autour de l'axe du conduit et communiquant avec celui-ci par un tronçon de tube sensiblement radial par rapport à l'axe du conduit. Le résonateur est formé avantageusement sur une partie de la paraison qui est en matière de type rigide. De plus, il est de préférence formé au voisinage d'une extrémité du conduit, ce qui permet d'éviter une trop grande complexité du moule de fabrication du conduit et de son accessoire. De façon générale, l'invention apporte un gain de temps et une économie appréciables dans la fabrication de produits tels que des conduits d'admission d'air pour moteur de véhicule et en général de produits réalisés en matière plastique par extrusion-soufflage auxquels sont associés des accessoires ou équipements annexes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une partie d'une machine d'extrusion-soufflage pour l'exécution du procédé selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement une paraison dans un moule d'extrusion-soufflage à trois dimensions; - les figures 3 et 4 sont des vues partielles agrandies de la paraison, illustrant des opérations essentielles du procédé selon l'invention; - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale de la partie de conduit obtenue en figure 4. On a représenté schématiquement en figure 1 certains composants essentiels d'une machine d'extrusion- soufflage permettant la fabrication de conduits en matière plastique comportant des coudes ou des parties de conduits s'étendant dans des plans différents. Dans l'exemple de la figure 1, cette machine d'extrusion-soufflage est du type bi-matière et comprend deux extrudeuses 10, 12 en parallèle raccordées à une même tête d'extrusion 14 pour la formation d'une paraison tubulaire 16 dont une partie est en une matière fournie par l'extrudeuse 10 et une autre partie est en une matière fournie par l'extrudeuse 12. Par exemple, l'extrudeuse 10 peut alimenter la tête 14 en une matière du type rigide après solidification, tandis que l'extrudeuse 12 alimente la tête 14 en une matière du type souple après solidification. Les matières qui sont extrudées successivement dans la tête 14 doivent être compatibles entre elles et avoir une consistance suffisante à l'état fondu pour que la paraison 16 ne "coule" pas à l'extrémité inférieure de la tête 14 et conserve sa forme. De façon classique, la paraison 16 en sortie de la tête 14 est extrudée à l'intérieur d'un moule ouvert dont seule la partie médiane 18 a été représentée en figure 1. Cette partie médiane 18 du moule correspond à une partie médiane rectiligne du conduit à réaliser et peut être refermée sur la partie médiane correspondante de la paraison 16. La machine comprend des manipulateurs (non représentés) qui reçoivent les extrémités supérieure et inférieure de la paraison 16 pour les déplacer par exemple dans les directions indiquées par les flèches 20 et donner à la paraison une forme correspondant à la forme générale du conduit à réaliser, cette forme étant approximativement en S dans l'exemple représenté, les extrémités coudées de la paraison pouvant être dans un même plan par rapport à la partie médiane de la paraison ou dans des plans différents. On referme ensuite les parties supérieure 22 et inférieure 24 du moule sur les extrémités de la paraison, comme représenté schématiquement en figure 2. La technique connue d'extrusion-soufflage consiste ensuite à injecter un gaz sous pression à l'intérieur de la paraison 16 contenue dans le moule fermé, pour appliquer la matière de la paraison sur la surface interne du moule et donner à la paraison une forme finale correspondant à celle du produit à réaliser. Après refroidissement et solidification de la matière plastique, on ouvre le moule pour démouler le produit. L'invention diffère de cette technique connue en ce que, avant l'injection du gaz sous pression à l'intérieur de la paraison, elle consiste à ouvrir ou à laisser ouverte une partie 26 du moule à l'emplacement de l'accessoire à former, le reste du moule étant refermé sur la paraison 16, puis à injecter à l'intérieur de la paraison un gaz à une pression déterminée pendant une durée déterminée pour former par gonflement de la paraison une extension de celle-ci qui sera ensuite utilisée pour la formation de l'accessoire. Comme représenté en figure 3, cette extension peut avoir la forme d'un bourrelet annulaire 28 formé en saillie sur le pourtour de la paraison 16 tout autour de l'axe de celle-ci. On peut aussi, si on le souhaite, donner une forme différente à cette extension, par exemple en ne la laissant se former que sur une partie de la circonférence de la paraison et/ou en faisant varier ses dimensions autour de l'axe de la paraison et/ou le long de cet axe. L'opération suivante consiste, comme représenté schématiquement en figure 4, à refermer le moule sur la paraison 16 et son extension 28 de façon à écraser une partie du bourrelet annulaire précité pour donner à l'extension de la paraison une forme tubulaire sensiblement torique 30 qui est rattachée à la paraison 16 par un voile annulaire 32, la partie 26 du moule refermée sur le bourrelet annulaire 28 délimitant un volume torique à la forme du ou des accessoires à réaliser ainsi qu'un passage radial ou sensiblement radial permettant de former un tube cylindrique radial 34 de communication entre l'extension torique 30 et la paraison 16. Comme on le voit également en figure 5, la fermeture du moule peut provoquer l'écrasement complet du bourrelet annulaire 28 sur une certaine étendue angulaire, par exemple à l'opposé du tube de communication 34, de telle sorte que l'extension torique 30 comprend deux extrémités fermées 36 écartées l'une de l'autre et reliées l'une à l'autre par un voile 38 de matière, rattaché au voile 32 formé entre l'extension torique et la paraison 16. On peut profiter de l'écrasement de la matière résultant de la fermeture du moule pour former dans ce voile 38 une ou plusieurs pattes de fixation 40 et une ou plusieurs rainures de guidage ou de réception de câbles ou analogues, ou d'autres accessoires ou équipements. Ensuite, par injection de gaz sous pression à l'intérieur de la paraison, on applique la matière plastique sur la surface intérieure du moule et on donne à la paraison et à son extension les formes du conduit et de l'accessoire à réaliser. Après refroidissement et solidification de la matière, on ouvre le moule pour le démoulage du conduit muni de son accessoire. Le conduit ainsi réalisé est fermé à ses extrémités. Il suffit de les couper pour obtenir le conduit proprement dit. L'extension torique 30 de la paraison, qui est représentée aux figures 4 et 5, peut constituer un résonateur, du type résonateur de Helmholtz ou un résonateur quart d'onde, ou encore un conduit de dérivation, selon que l'extension torique 30 s'étend des deux côtés ou d'un seul côté du tube cylindrique 34 de communication avec l'intérieur de la paraison. Lorsque cette extension torique 30 et le tube 34 sont destinés à former un résonateur permettant d'absorber une énergie acoustique à une fréquence donnée, leurs dimensions sont déterminées en fonction de la fréquence à absorber, notamment la longueur de l'extension torique 30, son diamètre ou ses dimensions transversales et celles du tube de communication 34. On peut également, en variante, ne pas écraser à la fermeture du moule la partie du bourrelet annulaire 28 qui correspond au voile 38 précité, pour former un résonateur qui s'étend sur 360' autour de l'axe du conduit. On peut donner une section quelconque à l'extension torique 30 précitée. Pour réduire les pertes de matière et diminuer le coût des conduits selon l'invention, on cherche à réduire autant que possible l'étendue radiale du voile annulaire 32 qui est formé entre le conduit et l'accessoire. Pour conserver une épaisseur de matière aussi uniforme que possible le long du conduit et au niveau de l'accessoire réalisé d'une pièce avec le conduit, on commande la tête d'extrusion 14 pour augmenter l'épaisseur de la paraison dans la zone o le bourrelet annulaire 28 puis l'extension torique 30 seront formés. On peut également, à partir du bourrelet annulaire 28, ou d'une partie de celui-ci, former un accessoire autre qu'un résonateur, un conduit de dérivation ou un moyen de fixation ou d'accrochage. L'invention est également applicable à la fabrication de produits quelconques en matière plastique, dès lors que ces produits sont réalisables par extrusion- soufflage. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un produit en matière plastique par extrusion-soufflage en trois dimensions, en particulier d'un conduit de passage de fluide pour véhicule automobile, consistant à extruder une paraison dans un moule ouvert, à fermer au moins une partie du moule sur au moins une partie de la paraison, à déplacer au moins une autre partie de la paraison pour lui donner la forme générale du produit à réaliser, à refermer une autre partie du moule sur cette autre partie de la paraison, puis après fermeture du moule à injecter un gaz sous pression dans la paraison pour l'appliquer sur la surface intérieure du moule et ensuite à ouvrir le moule pour démouler le produit, caractérisé en ce qu'il consiste à former d'une pièce sur ce produit, au cours de sa fabrication, au moins un accessoire tel par exemple qu'un résonateur, un conduit de dérivation, une patte ou un organe de fixation ou de guidage, par des opérations consistant après les déplacements précités de la paraison et lors de la fermeture du moule, à ouvrir ou à laisser ouverte une partie de moule à l'endroit o l'on veut former un accessoire précité, à former par soufflage une extension de la paraison à cet endroit, puis à fermer le moule sur la paraison et son extension et à donner leur forme définitive à la paraison et à l'extension précitée par injection d'un gaz sous pression dans la paraison. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite extension de la paraison a une forme initiale de bourrelet en saillie sur la paraison. 3. Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que ledit bourrelet s'étend sur 360' ou moins autour de l'axe de la paraison. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste, après formation dudit bourrelet, à en écraser une partie à la fermeture du moule, pour donner une forme souhaitée, par exemple tubulaire à ladite extension de la paraison. 5. Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il consiste, par écrasement du bourrelet à la fermeture du moule, à former également un voile de liaison entre la paraison et ladite extension. 6. Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il consiste à former dans ce voile, au cours de l'écrasement du bourrelet à la fermeture du moule, au moins un autre accessoire tel par exemple qu'une patte de fixation ou une ou plusieurs rainures de guidage de câbles ou analogues. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paraison comprend au moins deux matières plastiques différentes, l'une de type souple et l'autre de type rigide, qui sont extrudées successivement. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit est un conduit d'admission d'air et ledit accessoire est un résonateur de Helmholtz ou un résonateur quart d'onde de forme sensiblement torique s'étendant sur 360' ou moins autour de l'axe du conduit et communiquant avec celui-ci par un tube sensiblement radial par rapport à l'axe du conduit. 9. Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que ledit résonateur est formé sur une partie de la paraison qui est en matière du type rigide. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le résonateur est formé au voisinage d'une extrémité du conduit.