Brevet FR2867101A1 — publié le 20050909

La présente invention concerne le domaine technique de l'injection d'un matériau élastomère pour réaliser une pièce moulée. L'objet de l'invention vise plus précisément l'injection d'un matériau élastomère présentant une dureté pouvant atteindre 95 shore, tel que du caoutchouc 5 par exemple. L'objet de l'invention trouve une application pour la réalisation de pièces moulées en élastomère présentant diverses fonctions telles que par exemple d'étanchéité, d'antivibrations ou d'isolation et relevant de nombreux domaines techniques tels que l'automobile ou le secteur médical à titre nullement limitatif. D'une manière classique, un dispositif d'injection d'un matériau élastomère comporte un bloc support pour au moins une buse d'injection d'un matériau élastomère. Un tel bloc support, appelé communément bloc à canaux régulés en température, est aménagé pour présenter au moins un et de manière générale, une série de canaux permettant chacun d'amener le matériau élastomère à une buse d'injection équipée de moyens de refroidissement pour éviter que le matériau élastomère se vulcanise au niveau de la buse d'injection. De manière classique, chaque buse d'injection est pourvue d'une aiguille de poussée montée mobile en translation à l'intérieur du canal d'amenée du matériau élastomère. La buse d'injection est montée dans une empreinte de réception aménagée sur le moule dans lequel est aménagée la cavité de formation de la pièce à mouler. Un tel dispositif d'injection permet de réaliser de manière classique une pièce moulée en un matériau élastomère tel qu'en caoutchouc présentant une dureté pouvant atteindre 60 shore. Cependant, un tel dispositif d'injection ne permet pas d'assurer l'injection d'un matériau élastomère présentant une dureté supérieure à 60 shore. Par ailleurs, la pièce moulée présente généralement au niveau du canal d'injection de la buse, un excédent de matière appelé communément pin pointe . Cet excédent de matière nécessite une reprise de la pièce et représente une perte de matière. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de la technique antérieure en proposant un dispositif d'injection pour un matériau élastomère présentant une dureté pouvant atteindre 95 shore tout en étant apte à limiter la perte 2867101 2 du matériau élastomère utilisé et à supprimer l'opération de reprise de la pièce moulée. Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention vise à proposer un dispositif d'injection d'un matériau élastomère comportant un bloc de support pour au moins une buse d'injection équipée de moyens de refroidissement et présentant un canal d'amenée du matériau élastomère dans lequel est monté mobile en translation une aiguille de poussée. Selon l'invention, le canal d'amenée débouche à l'extrémité libre de la buse d'injection par un alésage de sortie de section droite transversale constante sur une longueur donnée et en ce que l'aiguille de poussée possède à partir de son extrémité libre, une partie de poussée présentant une section droite transversale constante de valeur égale au jeu près, de celle de l'alésage de sortie sur une longueur au moins égale à la longueur dudit alésage de sortie. Selon une variante préférée de réalisation, l'aiguille de poussée possède une section droite transversale circulaire. Avantageusement, l'aiguille de poussée possède en amont de la partie de poussée, au moins une partie de section droite transversale de valeur supérieure de celle de la partie de poussée. Selon une variante de réalisation, le canal d'amenée comporte en amont de l'alésage de sortie, un alésage de guidage pour un collet de guidage réalisé sur l'aiguille de poussée en amont de la partie de poussée et correspondant à une partie de section droite transversale de valeur supérieure de celle de la partie de poussée. Selon cette variante de réalisation, le dispositif d'injection comporte au moins une gorge d'amenée du matériau élastomère aménagée au niveau de l'alésage de guidage pour déboucher en amont dans l'alésage de sortie et en aval, dans le canal d'amenée. De préférence, le dispositif d'injection comporte trois gorges d'amenée réparties de manière équidistante à la circonférence de l'alésage de guidage. Selon une forme de réalisation, la buse d'injection est pourvue extérieurement d'une portée tronconique d'appui sur un moule. Un autre objet de l'invention vise à proposer un ensemble pour la réalisation de pièces moulées à l'aide d'un moule muni d'au moins une empreinte de réception d'une buse d'injection, comportant un dispositif d'injection conforme à l'invention. 2867101 3 Avantageusement, l'empreinte de réception de la buse d'injection débouche dans la cavité de réalisation de la pièce moulée par un conduit de raccordement présentant une longueur égale sensiblement à 1 mm. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe élévation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'injection conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe élévation partielle montrant un autre exemple de réalisation d'un dispositif d'injection conforme à l'invention dans deux positions caractéristiques. La figure 4 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon les lignes A-A de la figure 2. La figure 1 illustre à titre d'exemple un ensemble 1 pour la réalisation d'une pièce moulée dans une cavité 2 aménagée dans un moule 3 représenté par deux demi-moules 31 et 32. L'ensemble 1 comporte un dispositif d'injection 4 comportant un bloc de support 5 pour au moins une buse d'injection 6 d'un matériau élastomère tel que du caoutchouc. La buse d'injection 6 comporte un canal 7 d'amenée du matériau élastomère se prolongeant dans le bloc support 5. De manière classique, le bloc de support 5 est régulé en température de manière à éviter la vulcanisation du matériau élastomère lors de son acheminement par le canal d'amenée 7. De même, la buse d'injection 6 est équipée de moyens de refroidissement 9 pour le matériau élastomère de manière à éviter sa vulcanisation en dehors du moule 3. Dans l'exemple illustré, les moyens de refroidissement 9 sont réalisés par un fourreau délimitant avec la buse d'injection 6 une enceinte de circulation d'un milieu fluide de refroidissement. De manière classique, la buse d'injection 6 se présente sous la forme d'un corps allongé monté sur le bloc support 5 en étant engagé partiellement dans un logement complémentaire 10, aménagé dans le bloc support 5 de sorte que la buse d'injection 6 s'étend en saillie. La buse d'injection 6 est pourvue d'une aiguille de poussée 11 montée à l'intérieur du canal d'amenée 7. L'aiguille de poussée 11 traverse le fond 61 de la buse d'injection et le bloc de support 5 de manière à être raccordée à un organe 13 assurant la commande en translation de l'aiguille de poussée 11 suivant des mouvements d'aller et retour. De manière connue, la buse d'injection 6 est pourvue extérieurement d'une portée tronconique d'appui 13 venant s'engager dans une empreinte de réception 14 aménagée sur le moule 3. Le dispositif d'injection 4 ne sera pas décrit de manière plus détaillée car sa constitution fait partie des connaissances de l'Homme du Métier. Conformément à l'invention, le canal d'amenée 7 débouche à l'extrémité libre de la buse d'injection 6 par un alésage de sortie 20, de section droite transversale de valeur constante sur une longueur donnée. Il est à noter que cet alésage de sortie 20 présente une section droite transversale de valeur constante inférieure à celle du canal d'amenée situé en amont par rapport au sens de sortie du matériau élastomère. De préférence, une partie 71 du canal d'amenée 7 située en amont de l'alésage de sortie 20 possède une section tronconique se rétrécissant vers l'alésage de sortie 20. Selon une variante préférée de réalisation, l'alésage de sortie 20 présente une section droite transversale circulaire. Conformément à l'invention, l'aiguille de poussée 11 possède, à partir de son extrémité libre, une partie de poussée 22 présentant une section droite transversale de valeur constante égale au jeu près, de celle de l'alésage de sortie 20 sur une longueur au moins égale à la longueur dudit alésage de sortie 20. Dans l'exemple considéré, la partie de poussée 22 de l'aiguille 11 présente une section droite transversale circulaire. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, l'aiguille de poussée 11 possède une même section droite transversale circulaire sur toute sa longueur. La réalisation d'une aiguille de poussée 11 avec une partie de poussée 22 de section constante destinée à coopérer avec l'alésage de sortie 20 de section constante permet de limiter la perte du matériau élastomère tout en permettant l'injection d'un matériau élastomère présentant une dureté pouvant atteindre 95 shore. Les figures 2 à 4 illustrent une autre variante de réalisation dans laquelle l'aiguille de poussée 11 possède, en amont de la partie de poussée 22, au moins une partie 30 de section droite transversale de valeur constante supérieure de celle de la partie de poussée 22. En d'autres teiines, l'aiguille de poussée 11 présente deux parties avec des diamètres de valeurs différentes. 2867101 5 Selon cette variante de réalisation, le canal d'amenée 7 comporte en amont de l'alésage de sortie 20, un alésage de guidage 31 pour un collet de guidage 30 réalisé sur la tige de poussée 11 en amont de la partie de poussée 22 et présentant une section droite transversale de valeur constante supérieure de celle de la partie de poussée 22. Il est à noter que l'aiguille de poussée 11 se trouve ainsi guidée à son extrémité libre opposée de celle traversant le fond 61, constamment lors de ses mouvements d'aller-retour par la coopération du collet 30 avec l'alésage de guidage 31. Selon cette variante de réalisation, il est prévu de réaliser au moins une, et dans l'exemple illustré trois gorges d'amenée 35 du matériau élastomère aménagées au niveau de l'alésage de guidage 31 pour déboucher en amont dans l'alésage de sortie 20 et en aval dans le canal d'amenée 7. Ces gorges 35 permettent en combinaison avec l'alésage de guidage 31, d'acheminer le matériau élastomère jusqu'à la cavité 2. Selon cette variante de réalisation, les trois gorges d'amenée 35 sont réparties de manière équidistante à la circonférence de l'alésage de guidage. En d'autres termes, les trois gorges d'amenée 35 sont décalées deux à deux de 120 comme cela apparaît clairement à la figure 4 afin d'équilibrer les efforts exercés sur l'aiguille de poussée 11. Selon une caractéristique de l'invention, l'empreinte de réception 14 de la buse d'injection 6 débouche dans la cavité 2 de réalisation de la pièce moulée par un conduit de raccordement 40 présentant une longueur égale sensiblement à 1 mm. Une telle disposition permet que la portée tronconique d'appui 13 de la buse d'injection 6 se trouve en retrait de la cavité 2, évitant ainsi qu'une marque apparaisse sur la pièce moulée. Bien entendu, l'aiguille de poussée 11 est commandée en translation pour pénétrer dans le conduit de raccordement 40 jusqu'au niveau du raccordement avec la cavité 2, voire au-delà. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 2867101 6 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'injection d'un matériau élastomère comportant un bloc de support (5) pour au moins une buse d'injection (6) équipée de moyens de refroidissement (9) et présentant un canal (7) d'amenée du matériau élastomère dans lequel est monté mobile en translation une aiguille de poussée (11), caractérisé en ce que le canal d'amenée débouche à l'extrémité libre de la buse d'injection par un alésage de sortie (20) de section droite transversale constante sur une longueur donnée et en ce que l'aiguille de poussée (11) possède à partir de son extrémité libre, une partie de poussée (22) présentant une section droite transversale constante de valeur égale au jeu près, de celle de l'alésage de sortie sur une longueur au moins égale à la longueur dudit alésage de sortie. 2 - Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguille de poussée (11) possède une section droite transversale circulaire. 3 - Dispositif d'injection selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'aiguille de poussée (11) possède en amont de la partie de poussée, au moins une partie (30) de section droite transversale de valeur supérieure de celle de la partie de poussée (22). 4 - Dispositif d'injection selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal d'amenée (7) comporte en amont de l'alésage de sortie (20), un alésage de guidage (31) pour un collet (30) de guidage réalisé sur l'aiguille de poussée (11) en amont de la partie de poussée (22) et correspondant à une partie de section droite transversale de valeur supérieure de celle de la partie de poussée. - Dispositif d'injection selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une gorge (35) d'amenée du matériau élastomère aménagée au niveau de l'alésage de guidage (31) pour déboucher en amont dans l'alésage de sortie (20) et en aval, dans le canal d'amenée (7). 6 - Dispositif d'injection selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte trois gorges d'amenée (35) réparties de manière équidistante à la circonférence de l'alésage de guidage (31). 7 - Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la buse d'injection (6) est pourvue extérieurement d'une portée tronconique d'appui (14) sur un moule. 2867101 7 8 - Ensemble pour la réalisation de pièces moulées à l'aide d'un moule (3) muni d'au moins une empreinte (14) de réception d'une buse d'injection (6) caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection (4) conforme à l'une des revendications 1 à 7. 9 - Ensemble selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'empreinte de réception (14) de la buse d'injection (6) débouche dans la cavité (2) de réalisation de la pièce moulée par un conduit de raccordement (40) présentant une longueur égale sensiblement à 1 mm.