Brevet FR2917326A1 — publié le 20081219

Le domaine de l'invention est celui des techniques de moulage. La présente invention concerne un élément de moulage d'une pièce, apte à être récupéré après moulage, et servant, seul ou en combinaison avec au moins un 5 autre élément de moulage, à délimiter une cavité de moulage. Plus précisément, l'invention concerne le moulage d'enveloppe à soufflets telle qu'une enveloppe à soufflets de protection d'un joint de transmission. Différents systèmes de transmission de mouvement d'un arbre menant à un arbre mené sont actuellement mis en oeuvre, de préférence par joint à cardan, en 10 particulier dans l'industrie automobile où l'on fait de plus en plus appel, pour l'entraînement des roues à partir du moteur, à des dispositifs de joints homocinétiques. Dans de tels dispositifs de joint, un ensemble mécanique est lubrifié en permanence par une masse de graisse qui est enfermée dans une enveloppe à soufflets de protection. Celle-ci doit pouvoir d'une part se déformer élastiquement dans plusieurs 15 directions et d'autre part conserver ses propriétés nonobstant les multiples causes d'endommagements qui peuvent apparaître au cours de la vie du véhicule. En effet, il est connu de longue date que l'endommagement des enveloppes à soufflets est dû en particulier aux chocs provoqués par des projections de parties de revêtement routier qui entraînent des amorces de fissures du matériau élastomère utilisé, ou au 20 frottement des spires de soufflet les unes contre les autres. II existe dans l'état de la technique deux familles d'enveloppes à soufflet, à savoir, d'une part, les enveloppes à soufflets de protection dont les soufflets sont dits axiaux de manière à permettre essentiellement une petite déformation axiale dudit soufflet, d'autre part, les enveloppes à soufflets radiaux autorisant des déplacements 25 radiaux, axiaux et angulaires du dispositif de transmission. Ces enveloppes à soufflets radiaux sont les plus usitées aujourd'hui du fait de leurs possibilités de déformation rendant de telles enveloppes à soufflets applicables à un grand nombre de mécanismes de transmission. Dans cette seconde famille d'enveloppes à soufflets, le corps de l'enveloppe, constitué d'un corps tubulaire 30 organisé autour d'un axe longitudinal à ladite enveloppe, est délimité par une paroi ondulée dont les flancs des plis s'étendent sensiblement dans une direction essentiellement radiale par rapport à l'axe longitudinal de ladite paroi. Pour permettre une déformation optimale d'une telle enveloppe à soufflets, ces enveloppes ont pendant longtemps été réalisées par moulage ou injection de 35 caoutchouc vulcanisé. Toutefois, du fait de la faible résistance mécanique du caoutchouc, les fabricants ont été tenté de remplacer le caoutchouc par des matériaux à plus grande caractéristique de rigidité. II en a résulté que les techniques habituellement applicables au caoutchouc ont été remplacées par des techniques d'injection/soufflage telles que décrites dans le brevet FR-A-2.610.566. Outre la technique d'injection soufflage décrite dans le brevet FR-A-2.610.566, d'autres techniques de soufflage ont été développées. Ainsi, généralement et comme l'illustre le brevet FR-A-2.606.849, lors de la fabrication, la paraison, constituée d'un tube en élastomère thermoplastique à l'état pâteux, est soufflée. L'élastomère thermoplastique vient se plaquer sur les parois froides du moule qui représentent la surface externe de l'enveloppe à soufflets. En s'ouvrant, les deux parties du moule libèrent l'enveloppe à soufflets obtenue. Ce procédé de soufflage représente un mode de fabrication inapplicable à la réalisation de pièces complexes et qui n'est pas encore parfaitement maîtrisé d'un point de vue de la qualité. En effet, la répartition correcte de l'épaisseur de matière le long de l'enveloppe à soufflets est difficile à obtenir car dépendante de nombreux facteurs. II en résulte la nécessité, d'une part, d'utiliser un excès de matière afin de garantir une épaisseur minimum, et, d'autre part, de prévoir un contrôle unitaire des pièces. On est donc à la recherche aujourd'hui de procédés permettant la fabrication d'enveloppes à soufflets présentant des soufflets radiaux avec des contre-dépouilles importantes et réalisés en un matériau relativement rigide, en particulier pour résister à des températures élevées et accroître la résistance mécanique de ladite enveloppe. Une solution est proposée dans le document WO2004062895 qui décrit un procédé de fabrication d'une enveloppe à soufflets qui comporte une étape de démoulage au cours de laquelle, après ouverture du moule en creux, il est procédé à un démoulage de l'enveloppe par dévissage relatif de l'enveloppe et du noyau. Cependant, une telle solution nécessite que les contre-dépouilles de la pièce à mouler autorisent un dévissage du noyau par rapport à cette pièce. En outre, l'opération de dévissage nécessite d'être réalisée avec précision afin de ne dégrader ni le noyau ni la pièce moulée. Enfin, en pratique, l'opération de dévissage est assez longue. L'invention a pour but de proposer un nouvel élément de moulage qui permette un démoulage simplifié, rapide et sans risque de dégradation pour la pièce formée, en particulier pour une pièce creuse ou qui présente de nombreuses contre-dépouilles. A cet effet, l'invention concerne un élément de moulage d'une pièce, apte à 35 être récupéré après moulage, et servant, seul ou en combinaison avec au moins un autre élément de moulage, à délimiter une cavité de moulage, caractérisé en ce que ledit élément de moulage comporte au moins une partie déformable correspondant à une zone de contre-dépouille de la pièce à mouler. Grâce à la partie déformable de l'élément de moulage qui correspond à une zone de contre-dépouille de la pièce, la pièce obtenue après moulage peut être aisément séparée de l'élément de moulage. En effet, après moulage de la pièce, il suffit de déformer la partie déformable de l'élément de moulage pour que cette partie déformable ne constitue plus un obstacle par rapport à la contre-dépouille correspondante de la pièce moulée. En outre, un tel élément de moulage autorise le moulage de la pièce dans 10 sa forme finale tout en permettant son démoulage de manière aisée. Le démoulage de la pièce est ainsi simplifié, rapide et sans risque de dégradation pour la pièce formée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite partie déformable coopère à la délimitation d'au moins un logement à volume variable, la 15 variation de volume dudit logement étant obtenue par remplissage et/ou vidage dudit logement à l'aide de matière solide ou fluide. La partie déformable forme ainsi une enveloppe qui, d'une part, devient rigide à l'état gonflé, ou déformé, par remplissage de matière et, d'autre part, prend une forme complémentaire de la partie correspondante de la pièce à mouler. Puis, 20 pour démouler la pièce obtenue, il suffit de vider cette enveloppe de sa matière, pour que le noyau perde sa rigidité au niveau de la zone de contre-dépouille de la pièce et ne forme ainsi plus un obstacle par rapport à cette zone de contre-dépouille, lieu de la séparation du noyau de la pièce moulée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite matière est du 25 sable et/ou des billes de verre. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit logement comporte une ouverture de remplissage et de vidage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite partie déformable est en polymide, ou polyimide, ou polyester. 30 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit élément de moulage est un noyau et ledit au moins un autre élément de moulage est un moule. Selon une première caractéristique avantageuse de ce mode de réalisation de l'invention, l'élément de moulage comporte au moins une partie rigide de centrage dans le moule et au moins un moyen de maintien de la partie déformable du noyau par 35 rapport à la partie rigide dudit élément de moulage. Le noyau peut grâce à sa partie rigide être centré dans le moule. Ainsi, la cavité de moulage, formée par le volume résiduel entre le moule et le noyau, définit de manière précise la forme de la pièce à mouler. En outre, grâce audit moyen de maintien, la partie déformable possède, à l'état dégonflé, ou déformé par vidage, une position moyenne stable par rapport à la partie rigide du noyau. Ainsi, le noyau peut être introduit aisément, à l'état dégonflé, dans le moule sans que la partie déformable ne traîne et ne vienne se coincer avec les parties du moule. Lors de la phase de démoulage, ce moyen de maintien empêche que la partie déformable du noyau ne s'affale sur la partie inférieure de la pièce moulée et ne soit accrochée par les aspérités de cette pièce lors de son extraction. Selon une autre caractéristique avantageuse de ce mode de réalisation de l'invention, la partie déformable du noyau affecte la forme d'un corps, d'allure générale cylindrique ou conique, muni d'une pluralité de spires coaxiales à l'axe longitudinal dudit corps, destinées à constituer la paroi interne des spires d'une enveloppe à soufflets en particulier de transmission et/ou de direction. L'invention concerne également un procédé de fabrication par moulage d'une pièce, au moyen d'au moins un élément de moulage tel que décrit ci-dessus, ledit procédé comprenant au moins une phase de moulage et au moins une phase de démoulage de ladite pièce, caractérisé en ce qu'il comporte, lors de la phase de démoulage, une étape de déformation de la partie déformable de l'élément de moulage, dans le sens d'une diminution, ou d'une absence, d'efforts de contact entre la partie déformable et la zone de contre-dépouille correspondante de la pièce moulée. Un tel procédé de moulage peut être mis en oeuvre pour des pièces de différentes formes. En effet, la déformation de l'élément de moulage lors de la phase de démoulage autorise une séparation de l'élément de moulage et de la pièce moulée, en particulier l'extraction de l'élément de moulage de la pièce moulée, quelle que soit la forme de la pièce moulée puisque l'élément de moulage ainsi déformé ne constitue plus un obstacle aux zones de contre-dépouille de la pièce moulée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu une étape 3o de séparation de l'élément de moulage de la pièce moulée par simple déplacement linéaire relatif de l'élément de moulage et de la pièce moulée. Grâce à la déformation de l'élément de moulage, un simple déplacement linéaire relatif suffit à séparer, par exemple extraire, l'élément de moulage de la pièce moulée. 35 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une vue d'un noyau selon l'invention dans sa position de plus grand encombrement obtenue par remplissage de matière pour obtenir une structure de ce noyau rigide de forme complémentaire à celle des contre-dépouilles de la pièce à mouler ; -la figure 2 est une vue du noyau de la figure 1 dans sa position de plus faible encombrement obtenue par vidage de matière pour obtenir une structure de ce noyau de faible tenue. A la figure 1, on a représenté un ensemble de moulage qui comporte un moule 40 dans lequel est introduit un noyau 10 non perdu ou, en d'autres termes, 10 récupérable après moulage. Autrement dit, il s'agit d'un noyau capable de supporter plusieurs coulées consécutives. Le moule 40 comporte deux parties 41, 42, ou demi-coquilles, qui se referment sur le noyau 10 pour délimiter en combinaison avec ce noyau 10 une cavité de moulage 60 qui forme en creux la pièce à mouler. 15 De manière caractéristique à l'invention, le noyau 10 comporte une partie déformable 11 correspondant aux zones de contre-dépouille 31 de la pièce 30 à mouler. Ici, la pièce 30 est une enveloppe à soufflets et les zones de contre-dépouille 31 sont formées par les spires de cette enveloppe à soufflets. Cette partie déformable 11 du noyau 10 se présente ici sous la forme d'une 20 enveloppe déformable 11 qui délimite un logement 12 à volume variable. Cette enveloppe déformable 11 est en polymide, ou polyimide, ou polyester. La variation de volume dudit logement 12 est obtenue par remplissage et/ou vidage dudit logement 12 à l'aide de matière 50, via une ouverture de remplissage et de vidage 16. 25 Autrement dit, le noyau 10 est apte à occuper au moins deux positions, l'une de plus grand encombrement résultant d'une expansion ou d'un gonflage du noyau par remplissage à l'aide de matière qui peut être fluide ou sous forme de particules solides et l'autre de plus faible encombrement résultant d'une rétractation ou d'un dégonflage du noyau par vidage de ladite matière. Ici, ladite matière est du sable mais on pourrait 3o le remplacer par, ou réaliser un mélange avec, des billes de verre par exemple. L'enveloppe déformable 11 du noyau 10 est elle-même obtenue par moulage de telle sorte qu'à l'état rempli, cette enveloppe déformable présente une forme complémentaire des spires de la paroi intérieure de l'enveloppe à soufflets. L'enveloppe déformable 11 du noyau 10 comporte également une partie 35 rigide 20 de centrage dans le moule 40 qui permet de centrer la partie du noyau 10 représentée à gauche sur la figure 1. L'ouverture de remplissage et de vidage 16 traverse cette partie rigide 20 et débouche dans le logement 12 délimité par l'enveloppe déformable 11. Le noyau 10 comporte également un moyen de maintien 21 de la partie déformable 11 du noyau par rapport à la partie rigide 20 dudit élément de moulage 10. Ici, ce moyen de maintien 21 est formé par une tige rigide 21 qui est entourée par l'enveloppe déformable 11 du noyau 10. La tige rigide 21 assure ainsi la tenue de cette enveloppe déformable 11 du noyau 10 à l'état dégonflé. En outre, cette tige rigide 21 assure le centrage dans le moule 40 de la partie du noyau 10 représentée à droite sur la figure 1, grâce à son extrémité 22 opposée à la partie rigide 20. Comme rappelé ci-dessus, la pièce 30 à mouler est une enveloppe à soufflets 30 de transmission. Cette enveloppe à soufflets 30, est constituée d'un corps tubulaire ouvert à chacune de ses extrémités et dont la paroi, organisée autour d'un axe XX', est, entre lesdites extrémités, ondulée sur au moins une partie de sa longueur pour délimiter une pluralité de spires ou soufflets 32, 32A, chaque pli correspondant à un soufflet. Ces plis sont conformés de manière à former des soufflets dits radiaux. Ainsi, les flancs desdits soufflets s'étendent à chaque fois de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit corps. Les extrémités du corps, de dimension généralement différente, constituent une section 33A, 33B de fixation au dispositif de transmission. La partie rigide 20 ainsi que l'extrémité 22 de la tige rigide 21 participent également à la formation de l'évidement de l'enveloppe à soufflets à ses deux extrémités et notamment à la formation des sections 33A, 33B de l'enveloppe à soufflets 30. Le procédé de moulage de cette enveloppe à soufflets 30 est mis en oeuvre 25 de la manière suivante. Les deux parties 41, 42 du moule 40 sont ouvertes et le noyau 10 est positionné de manière précise sur la première partie 41 du moule 40 grâce à ses moyens de centrage 20, 22. Puis la deuxième partie 42 du noyau est rapprochée pour former la cavité de moulage 60. 3o Comme représenté sur la figure 1, pour obtenir une cavité de moulage conforme à la pièce 30 à mouler, l'enveloppe déformable 11 du noyau 10 est déformée par remplissage de sable 50 jusqu'à ce que cette enveloppe déformable 11 acquière, non seulement une structure rigide, mais également la forme des spires de la paroi intérieure de l'enveloppe à soufflets 30. En variante, on peut prévoir d'introduire le 35 noyau 10 dans le moule 40, à l'état déjà rempli. En effet, le remplissage de l'enveloppe déformable 11 du noyau 10 permet de reproduire en creux la forme intérieure de l'enveloppe du soufflet et en particulier les spires de la paroi intérieure du soufflet à réaliser. L'espace restant entre les deux pièces 41, 42 du moule 40 et le noyau 10 permet de générer l'épaisseur de l'enveloppe à soufflets. On procède alors à une étape d'injection classique. Généralement, on moule par injection l'enveloppe à soufflets 30 à partir d'un thermoplastique ou d'un élastomère thermoplastique ayant une dureté de préférence au moins égale à 30 shores D. En variante, on peut prévoir de réaliser un moulage par coulée. Lors de la phase de démoulage, comme représenté sur la figure 2, on redéforme l'enveloppe déformable 11 du noyau 10, dans le sens d'une diminution, ou d'une absence, d'efforts de contact entre l'enveloppe déformable 11 et les zones de contre-dépouille 31 correspondantes formées par les spires de la pièce 30 moulée. Cette diminution, ou absence, d'efforts de contact consiste ici en une réduction du volume de la partie du logement 12 délimitée par l'enveloppe déformable 11 à l'aide d'un vidage total ou partiel du sable 50. Grâce à la redéformation de l'enveloppe déformable 11 du noyau 10, ce noyau 10 peut être extrait de la pièce 30 par un simple déplacement selon son axe A21. En effet, les parties de l'enveloppe déformable 11 qui ont servi, lors de la phase de moulage, à la formation des zones de contre-dépouille 31 de la pièce 30 moulée ne constituent plus, après redéformation de l'enveloppe déformable 11, des butées gênant l'extraction du noyau 10 par rapport à la pièce 30 moulée. Quand bien même certaines portions des contre-dépouilles 31 et des parties de l'enveloppe 11 du noyau 10 se situent encore à une même hauteur, l'enveloppe déformable 11 du noyau est redevenue souple puisque vidée de sa matière et n'oppose donc pas de résistance au démoulage par extraction du noyau selon un déplacement axial. De même, si, après redéformation de l'enveloppe déformable 11 du noyau 10, une partie de cette enveloppe déformable adhère aux zones de contre-dépouille de la pièce, les efforts de contact entre cette partie de l'enveloppe déformable 11 et les zones de contre- 3o dépouille correspondantes sont très limités et n'empêchent pas l'extraction du noyau. L'évacuation des particules peut être totale ou partielle pour autant que cette évacuation soit suffisante pour permettre au noyau d'être retiré malgré les contre-dépouilles de la pièce. Selon une variante de réalisation de l'invention, non représentée, on peut 35 prévoir que ce soit l'une des parties du moule qui comporte une partie déformable. Une telle structure du moule peut être utilisée ou non en combinaison avec un noyau tel que décrit ci-dessus comportant lui aussi une partie déformable. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Les enveloppes qui résultent d'un tel procédé de fabrication peuvent affecter un grand nombre de formes. Chaque enveloppe se présente toutefois sous la forme d'un corps monobloc exempt de plan de joint intérieur axial. Selon les formes des noyaux et des moules en creux utilisés, les soufflets peuvent être de diamètre identique en vue de la réalisation d'une enveloppe cylindrique. Toutefois, de préférence, les soufflets sont, depuis la section 33B de plus petite dimension vers la section 33A de plus grande dimension, de diamètre progressif, inscrits dans un tronc de cône. REVENDICATIONS 1. Elément de moulage (10) d'une pièce (30), apte à être récupéré après moulage, et servant, seul ou en combinaison avec au moins un autre élément de moulage (40), à délimiter une cavité de moulage (60), caractérisé en ce que ledit élément de moulage (10) comporte au moins une partie déformable (11) correspondant à une zone de contre-dépouille (31) de la pièce (30) à mouler. 2. Elément de moulage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 ladite partie déformable (11) coopère à la délimitation d'au moins un logement (12) à volume variable, la variation de volume dudit logement (12) étant obtenue par remplissage et/ou vidage dudit logement (12) à l'aide de matière (50) solide ou fluide. 3. Elément de moulage (10) selon la revendication 2, du type dont le 15 logement (12) à volume variable est destiné à être rempli par de la matière (50) solide, caractérisé en ce que ladite matière est du sable et/ou des billes de verre. 4. Elément de moulage (10) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit logement (12) comporte une ouverture de remplissage et 20 de vidage (16). 5. Elément de moulage (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite partie déformable (11) est en polymide, ou polyimide, ou polyester. 25 6. Elément de moulage (10) selon l'une des revendications 1 à 5, du type servant à délimiter une cavité de moulage (60) en combinaison avec au moins un autre élément de moulage (40), caractérisé en ce que ledit élément de moulage (10) est un noyau (10) et en ce que ledit au moins un autre élément de moulage (40) est un moule (40). 30 7. Elément de moulage (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie rigide (20) de centrage dans le moule (40)et au moins un moyen de maintien (21) de la partie déformable (11) du noyau par rapport à la partie rigide (20) dudit élément de moulage (10). 9to 8. Elément de moulage (10) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la partie déformable du noyau (10) affecte la forme d'un corps, d'allure générale cylindrique ou conique, muni d'une pluralité de spires coaxiales à l'axe (A21) longitudinal dudit corps, destinées à constituer la paroi interne des spires d'une enveloppe à soufflets (30) en particulier de transmission et/ou de direction. 9. Procédé de fabrication par moulage d'une pièce (30), au moyen d'au moins un élément de moulage (10) conforme à l'une des revendications 1 à 8, ledit procédé comprenant au moins une phase de moulage et au moins une phase de démoulage de ladite pièce (30), caractérisé en ce que ledit procédé comporte, lors de la phase de démoulage, une étape de déformation de la partie déformable (11) de l'élément de moulage (10), dans le sens d'une diminution, ou d'une absence, d'efforts de contact entre la partie déformable et la zone de contre-dépouille (31) correspondante de la pièce (30) moulée. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que, après l'étape de déformation de l'élément de moulage (10), il est prévu une étape de séparation de l'élément de moulage (10) de la pièce moulée (30) par simple déplacement linéaire relatif de l'élément de moulage (10) et de la pièce (30) moulée.