Brevet FR2749795A1 — publié le 19971219

La présente invention a pour objet un moule pour la réalisation d'un surmoulage, ainsi qu'un procédé de réalisation de pièce surmoulée avec découpe d'insert intégrée. Dans le domaine des accessoires électriques, notamment dans l'industrie automobile, il est courant de réaliser des boîtiers en matière synthétique qui assurent également la fonction de relier électriquement les divers composants destinés à prendre place dans ce boîtier. Un conducteur métallique, appelé aussi insert, est alors surmoulé lors du moulage du boîtier. Les extrémités de l'insert ne sont pas surmoulées, afin de pouvoir assurer le contact électrique avec des composants prenant place dans le boîtier. Il suffit de les placer dans le boîtier de telle sorte que le contact électrique s'établisse entre l'insert et chaque composant. Ce type de boîtier se retrouve par exemple dans des accessoires actionnés par un moteur électrique tels essuie-glaces, pompe de lave glaces, rétroviseur électrique, etc, mais peut aussi se retrouver dans un bloc optique pour relier une douille d'une ampoule à un connecteur. Lorsque plusieurs composants sont présents dans le boîtier, ou bien lorsque de nombreuses connexions doivent être réalisées, le circuit électrique devant être réalisé par l'insert devient vite complexe. Pour éviter de multiplier le nombre des inserts dans le boîtier, il est connu de réaliser d'un seul tenant plusieurs pistes conductrices formant alors un seul insert. Une fois l'insert surmoulé, les diverses pistes conductrices doivent être découpées, afin d'isoler chacune des pistes l'une par rapport à l'autre. Les boîtiers sont alors repris après moulage pour découper des pattes d'attache reliant les diverses pistes de l'insert. Cette opération est aussi appelée déshuntage. Généralement, ces boîtiers surmoulés sont retouchés manuellement. Une personne prend donc une à une les pièces sortant du moule de surmoulage et vient découper, dans le boitier, les pattes d'attache reliant les diverses pistes conductrices. Cette opération de déshuntage renchérit très sensiblement le prix de revient d'un boîtier, ou d'une autre pièce surmoulée. De plus, il peut arriver qu'une pièce reprise manuellement soit mal, ou seulement partiellement, déshuntée. Le but de l'invention est de fournir des moyens et un procédé permettant de réaliser une telle pièce surmoulée, sans qu'elle nécessite une opération de reprise après son moulage, afin d'en diminuer le prix de revient. L'invention fournit alors un moule permettant le surmoulage d'un insert et simultanément le déshuntage de l'insert, de telle sorte que la pièce réalisée par surmoulage sorte de son moule prête à assurer toutes ses fonctions et à être mise en place dans le dispositif dont elle fait partie, sans devoir être retouchée. Le moule proposé par l'invention est un moule pour la réalisation d'un surmoulage d'un insert, notamment un insert métallique, par de la matière synthétique, du type comportant une partie supérieure, ou matrice, ainsi qu'une partie inférieure, ou poinçon. Selon l'invention, ce moule comporte également - au moins un couteau monté dans la matrice ou le poinçon de telle sorte qu'il puisse se déplacer par rapport à cette partie de moule, - au moins un presseur, monté dans la partie du moule faisant face à celle dans laquelle se trouve le couteau au nombre d'au moins un, de telle sorte qu'il puisse se déplacer par rapport à la partie de moule dans laquelle il est monté, et - des moyens de commande permettant de commander le déplacement de chaque couteau mobile et de chaque presseur mobile. Ainsi, grâce aux couteaux et presseur(s) mobiles, il devient possible de découper l'insert devant être surmoulé directement dans le moule. Bien entendu, le moule peut comporter une ou plusieurs empreintes. Le nombre de couteaux et de presseurs est adapté au nombre d'empreintes. Un moule quatre empreintes comportera ainsi deux fois plus de couteaux et de presseurs qu'un moule deux empreintes. De préférence, les couteaux sont parallèles les uns aux autres et sont montés sur une plaque s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire aux couteaux. De même, les presseurs sont parallèles les uns aux autres et sont avantageusement montés sur une plaque s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire aux presseurs. Dans cette forme de réalisation, les couteaux et/ou les presseurs sont ainsi rendus solidaires les uns des autres et tous les couteaux et/ou les presseurs se déplacent donc simultanément. Dans une forme de réalisation préférée, moyens de commande comportent au moins une rampe guidée en translation perpendiculairement à la direction de déplacement des couteaux ou presseurs, cette rampe étant constituée par une pièce profilée sur une face de laquelle est réalisée une rainure inclinée par rapport à la direction de déplacement de la pièce profilée et destinée à recevoir un doigt ou une nervure réalisée sur le couteau ou le presseur devant être déplacé, ou bien sur une plaque portant un tel couteau ou presseur. Cette forme d'exécution permet d'exercer une force suffisante sur les couteaux pour découper l'insert. L'inclinaison est avantageusement choisie de telle sorte qu'à un déplacement relativement grand de la pièce profilée corresponde un déplacement plus petit des couteaux ou presseurs. Ainsi, l'effort exercé sur la pièce profilée est multiplié lorsqu'il est transmis aux couteaux et aux presseurs. Dans cette forme de réalisation, la rampe est avantageusement entraînée en translation par un vérin pneumatique comportant un piston et un capteur permettant de connaître la position du piston. En connaissant la position du piston, il est possible d'en déduire la position des couteaux ou des presseurs associés. D'autres formes d'exécution sont envisageables pour la réalisation d'un moule selon l'invention, notamment au niveau des moyens de commande des couteaux et des presseurs. Ainsi, ceux-ci pourraient être entraînés directement par un vérin, voire un moteur électrique, sans transmission ou démultiplication entre les moyens moteurs et les pièces entraînées. En conservant une rampe, il est possible de munir celle-ci d'une crémaillère et d'entraîner celle-ci à l'aide d'un pignon mû en rotation par un moteur. Une autre forme de réalisation peut consister à remplacer la rampe par un arbre à cames, relié à un moteur ou à un vérin tournant. Comme on peut le constater, de nombreuses solutions s'offrent à l'homme du métier, qui connaît de nombreux moyens permettant de déplacer des pièces telles des couteaux ou des presseurs en translation. Pour réaliser une pièce surmoulée avec un moule selon l'invention tel que décrit ci-dessus, l'invention propose le procédé comportant les étapes suivantes - le moule étant ouvert, mise en place de la pièce devant être surmoulée, ou insert, et positionnement de celle-ci, - fermeture du moule, - avance du ou des presseurs pour maintenir l'insert, - découpe de l'insert par avance des couteaux, - injection de matière synthétique, - recul des presseurs avant la fin de l'étape d'injection, - refroidissement de la matière injectée et recul des couteaux pendant ou après le refroidissement, - ouverture du moule, - éjection de la pièce surmoulée. La pièce surmoulée sortant alors du moule après mise en oeuvre de ce procédé est une pièce déshuntée. Les parties de l'insert découpées au cours de ce procédé restent dans la pièce et sont enrobées de matière synthétique. Pendant tout le temps de l'injection, les couteaux maintiennent ces découpes éloignées de l'insert, de telle sorte qu'il n'y a aucun risque de rétablir le contact électrique qui a été rompu par la découpe. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférentielle de l'invention. Figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale à travers un moule selon l'invention, selon la ligne de coupe I-I de la figure 2, Figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne de coupe II-II de la figure 1, Figures 3 à 5 sont des vues de détail à échelle agrandie de couteaux et de presseurs du moule des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 représentent un moule, comportant une partie supérieure 2 fixe, appelée aussi matrice 2 dans la suite de la description, une partie inférieure 4 mobile, appelée aussi poinçon 4 dans la suite de la description. Ces deux parties 2 et 4 viennent l'une contre l'autre en position fermée du moule et la surface de contact entre ces deux parties définit alors un plan de joint 8. Ce moule comporte deux empreintes 10, c'est à dire qu'il permet de réaliser deux pièces identiques simultanément. On retrouve donc pour chaque empreinte 10 des éléments identiques. Ce moule est destiné au surmoulage de pièces métalliques ou inserts 6 par de la matière synthétique. Des moules de ce type sont connus de l'homme du métier. Dans un souci de clarté et pour simplifier le dessin, celui-ci a été réalisé schématiquement pour faire ressortir les éléments apportés par l'invention à ce moule, et des éléments connus de l'homme du métier, comme par exemple ceux permettant de déplacer le poinçon 4 par rapport à la matrice 2 ou de positionner l'insert 6 dans le moule, ne sont représentés au dessin. Des couteaux 12 sont montés dans le poinçon 4. Ils peuvent se déplacer perpendiculairement au plan de joint 8. Chaque empreinte 10 de moule est équipée de tels couteaux 12. Les couteaux 12 d'une même empreinte sont montés sur une batterie 14, qui est constituée par une plaque parallèle au plan de joint 8. Des alésages 16 sont prévus dans le poinçon 4 pour permettre le passage et aussi assurer le guidage des couteaux 12. Les couteaux 12 ont besoin d'une face d'appui pour pouvoir découper l'insert 6 à l'endroit souhaité. Des presseurs 18 sont montés dans la matrice 2, au niveau de chaque empreinte 10. Ils se trouvent à chaque fois face à des couteaux 12. Ils peuvent se déplacer perpendiculairement au plan de joint 8. Les presseurs d'une même empreinte sont montés sur une batterie 20, qui est constituée par une plaque parallèle au plan de joint 8. Des alésages 22 sont prévus dans la matrice 2 pour permettre le passage et aussi assurer le guidage des presseurs 18. La position relative des couteaux 12 et des presseurs 18 est représentée plus en détail sur les figures 3 à 5. Dans cet exemple de réalisation, les presseurs 18 sont au nombre de trois. Ils sont constitués par des lames s'étendant perpendiculairement au plan de joint. Leur extrémité libre, destinée à se trouver du côté de l'insert 6 présente une face plane 24 sensiblement parallèle à l'insert 6. Cette face est destinée à venir en appui contre l'insert et à maintenir ce dernier (figure 3). Les couteaux 12 sont, quant à eux, au nombre de deux. Chaque couteau 12 se trouve face à un espace libre laissé entre deux presseurs 18 voisins. I1 est constitué par une lame dont l'extrémité libre 26, destinée à se trouver du côté de l'insert 6, est affûtée. Pour couper l'insert 6, lorsque les presseurs 18 sont en appui, les couteaux se déplacent en direction de l'insert et coupent l'insert 6. Des morceaux 28 découpés sont poussés entre les presseurs 18. Les couteaux 12, pour garantir une bonne découpe, continuent leur course jusqu'à ce que leur extrémité coupante 26 se trouve entre les presseurs 18. Le déplacement des presseurs 18 et des couteaux 12 s'effectue de façon semblable. La description ci-après ne décrit que le déplacement des couteaux 12, les moyens permettant de déplacer les presseurs 18 étant identiques, ils ne sont pas décrits en détail. Chaque batterie 14 est une plaque sensiblement parallélépipèdique. Elle porte des couteaux 12 sur une face sensiblement parallèle au plan de joint 8 et est munie sur deux faces opposées, perpendiculaires à ce même plan 8, de chaque fois une nervure 30 faisant saillie de la batterie et s'étendant le long de celle-ci en étant inclinée par rapport au plan de joint 8. Chaque nervure 30 est en prise dans une rainure 32 réalisée dans un rampe 34, s'étendant face aux batteries 14 parallèlement au plan de joint 8. Un rampe 34 est prévu de chaque côté des batteries 14. I1 est de section sensiblement rectangulaire et une rainure 32 se trouve face à chaque batterie 14. La rainure 32 reprend la même inclinaison que la nervure 30. Chaque rampe 34 peut se déplacer axialement, ctest à dire perpendiculairement au plan de la figure 2. Le guidage de chaque rampe 34 est assuré par deux rails 36 vissés dans le poinçon 4. Deux rainures, sur deux faces latérales opposées de la rampe 34, s'étendant sur toute la longueur de la rampe 34, reçoivent chacune un rail 36 correspondant. Une extrémité de chaque rampe 34 correspondant aux batteries 14 est fixée sur une platine 38. Cette dernière est entraînée en translation par un vérin pneumatique 40, comportant un piston et une tige de piston à l'extrémité de laquelle est montée la platine 38. Un capteur, non représenté, permet de connaître la position exacte du piston du vérin. I1 est préférable, comme c'est le cas ici, de n'avoir qu'un seul vérin 40 pour commander deux rampes 34 correspondant à des mêmes batteries 14, afin d'avoir un déplacement synchronisé des rampes 34. Pour déplacer les couteaux 12, il suffit d'agir sur le vérin 40. Ce dernier entraîne alors la platine 38 et les rampes 34. Les nervures 30 se déplacent dans les rainures 32 correspondantes. Du fait de l'inclinaison des nervures 30 et des rainures 32 par rapport à l'axe de déplacement des rampes, les batteries 14 correspondantes sont déplacées perpendiculairement au plan du joint 8, entraînant les couteaux 12 dans leur déplacement. Cet entraînement des couteaux 12 permet d'exercer une force suffisante pour couper l'insert 6. Lorsque l'angle d'inclinaison des nervures 30 et rainures 32 correspondantes est faible, la force du vérin est démultipliée. A une course relativement longue du vérin 40 correspond une course relativement faible des couteaux 12. De ce fait, il est possible, grâce au capteur du vérin, de connaître très précisément la position des couteaux 12. Pour surmouler l'insert 6 et le découper simultanément, il est tout d'abord placé dans le moule lorsque celui-ci est en position ouverte. La mise en place de l'insert 6 peut être manuelle ou bien être réalisée automatiquement. Le moule est fermé en approchant le poinçon mobile 4 de la matrice 2. Le vérin 40 commandant le déplacement des presseurs 18 est actionné pour amener ceux-ci au contact de l'insert 6, qui est alors parfaitement maintenu en place dans le moule (figure 3). Puis le vérin 40 commandant le déplacement des couteaux 12 est actionné pour venir couper l'insert 6 dans le moule (figure 4). Lorsque l'insert 6 est découpé, de la matière synthétique, telle par exemple un copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène, un polyamide ou un polycarbonate, est injectée et vient enrober l'insert 6. Avant la fin de l'injection, les presseurs 18 sont retirés (figure 5) de telle sorte que la matière synthétique puisse venir enrober les morceaux découpés 28 de l'insert. Les couteaux 12 restent encore en place afin que la matière injectée ne risque pas de déplacer les morceaux 28 et ainsi de rétablir le contact électrique que l'on veut supprimer en réalisant la découpe. La pièce ainsi réalisée par surmoulage est refroidie et les couteaux 12 sont retirés. Une fois la pièce solidifiée, le moule est ouvert et la pièce est éjectée à l'aide d'éjecteurs 42. La pièce ainsi réalisée est prête à être utilisée. Aucune reprise n'est nécessaire, le déshuntage ayant été réalisé dans le moule. Le temps nécessaire pour réaliser ce déshuntage est très faible et il faut à peine plus de temps pour réaliser cette pièce qu'il n'en faut pour réaliser un surmoulage sans déshuntage. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Ainsi, par exemple, il est possible de placer les couteaux dans la matrice et les presseurs dans le poinçon. De même, il est possible d'avoir un moule avec une seule empreinte, ou bien quatre empreintes ou tout autre nombre d'empreintes. Les moyens permettant de déplacer les couteaux et les presseurs ne sont pas limités à une paire de rampes actionnée par un vérin. Les rampes peuvent par exemple être entraînées par un moteur électrique linéaire. Les rampes peuvent aussi être remplacées par un arbre à cames, entraîné en rotation par un moteur électrique, par l'intermédiaire éventuellement d'un réducteur, qui agirait sur les batteries. Celles-ci seraient alors soumises à un ressort pour revenir dans leur position de repos. I1 est aussi possible d'agir directement sur les couteaux et les presseurs pour les déplacer. Un vérin, dont l'axe se trouve dans le prolongement des couteaux ou des presseurs, peut directement entraîner ceux-ci ou la batterie sur laquelle ils sont montés. Dans l'exemple décrit ci-dessus, les couteaux agissent perpendiculairement au plan de joint du moule. Dans des cas particuliers, les couteaux et les presseurs peuvent agir dans une position inclinée par rapport à cette perpendiculaire. REVENDICATIONS 1- Moule pour la réalisation d'un surmoulage d'un insert (6), notamment un insert métallique, par de la matière synthétique, comportant une partie supérieure, ou matrice (2), ainsi qu'une partie inférieure, ou poinçon (4), caractérisé en ce qu'il comporte en outre - au moins un couteau (12) monté dans la matrice (2) ou le poinçon (4) de telle sorte qu'il puisse se déplacer par rapport à cette partie de moule, - au moins un presseur (18), monté dans la partie du moule faisant face à celle dans laquelle se trouve le couteau (12) au nombre d'au moins un, de telle sorte qu'il puisse se déplacer par rapport à la partie de moule dans laquelle il est monté, et - des moyens de commande (34,40) permettant de commander le déplacement de chaque couteau mobile (12) et de chaque presseur mobile (18). 2- Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux (12) sont parallèles les uns aux autres et sont montés sur une plaque (14) s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire aux couteaux. 3- Moule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les presseurs (18) sont parallèles les uns aux autres et sont montés sur une plaque (20) s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire aux presseurs. 4- Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent au moins une rampe (34) guidée en translation perpendiculairement à la direction de déplacement des couteaux (12) ou presseurs (18), cette rampe étant constituée par une pièce profilée sur une face de laquelle est réalisée une rainure (32) inclinée par rapport à la direction de déplacement de la pièce profilée (34) et destinée à recevoir un doigt ou une nervure (30) réalisée sur le couteau (12) ou le presseur (18) devant être déplacé, ou bien sur une plaque (14,20) portant un tel couteau ou presseur. 5- Moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rampe (34) est entraînée en translation par un vérin pneumatique (40) comportant un piston et un capteur permettant de connaître la position du piston. 6- Procédé de réalisation d'une pièce surmoulée dans un moule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - le moule étant ouvert, mise en place de la pièce devant être surmoulée, ou insert (6), et positionnement de celle-ci, - fermeture du moule, - avance du ou des presseurs (18) pour maintenir l'insert (6), - découpe de l'insert (6) par avance des couteaux (12), - injection de matière synthétique, - recul des presseurs (18) avant la fin de l'étape d'injection, - refroidissement de la matière injectée et recul des couteaux (12) pendant ou après le refroidissement, - ouverture du moule, - éjection de la pièce surmoulée.