Brevet FR2943271A1 — publié le 20100924

La présente invention concerne un système d'étanchéité destiné à garantir un vide parfait dans un moule constitué de plusieurs éléments principaux et soumis à une température et une pression élevées, ledit système d'étanchéité étant formée au moins : - de faces de bridage assurant la jonction entre les différents éléments principaux constitutifs du moule, - de joints insérés dans des logements situés dans les faces de bridage du moule, - de séparateurs garantissant la continuité de la barrière d'étanchéité dans les io zones de rencontre entre les faces de bridage et les plans de joint extérieurs - d'un joint de colle assurant l'assemblage étanche de l'extrémité du joint en fin de gorge, - d'une bâche souple assurant la fermeture de la cavité moulante sur le plan de joint extérieur du moule, ladite bâche étant fixée sur le moule par un ruban 15 adhésif double face, - de séparateurs garantissant la continuité de la barrière d'étanchéité dans les zones jonctions multiples ainsi qu'un moule du type constitué de plusieurs éléments principaux 20 comportant les dispositifs précités. La nécessité de disposer de grandes pièces moulées, généralement en matériau composite carbone, en particulier dans le domaine de l'aéronautique, s'est accrue ces dernières années. Pour permettre la fabrication de telles 25 pièces, il est apparu nécessaire de fabriquer des moules constitués de plusieurs éléments principaux afin de permettre d'une part de réaliser des éléments principaux constitutifs d'une taille compatible avec les contraintes de fabrication et de transports disponibles et d'autre part de permettre de réaliser des pièces comportant des contre-dépouilles nécessitant par conséquent 30 l'intégration dans le moule de parties démontables lors démoulage des pièces à fabriquer. Ces moules étant mis en oeuvre en autoclave à température et pression élevées, la cavité moulante devant quant à elle rester sous vide d'air de manière à garantir que la pièce moulée soit exempte de porosité, la gestion de l'étanchéité entre les différentes parties du moule est une fonction critique. La première solution usuellement mise en oeuvre pour assurer l'étanchéité entre les faces de bridage du moule consiste à réaliser un collage entre les parties constitutives à l'aide d'un adhésif capable de supporter des températures élevées. Cette solution présente deux inconvénients majeurs : - Les inévitables déformations du moule lors de la phase de polymérisation de io la pièce dues aux effets cumulés de la température et de la pression génèrent des cisaillements entre les faces de bridage du moule qui peuvent induire l'apparition de fuites par rupture du film de colle - Le collage ne permet pas d'assurer le démoulage de parties démontables nécessaires pour le moulage de pièces comportant des zones en contre - 15 dépouille La deuxième solution usuellement mise en oeuvre pour assurer l'étanchéité entre les faces de bridage du moule consiste à réaliser une gorge dans les faces de bridage dans laquelle est inséré un joint torique. Cette gorge est 20 prolongée jusqu'à la zone de plan de joint général du moule dans laquelle elle débouche. L'étanchéité à ce point est obtenue par la jonction du joint torique avec le ruban adhésif double face servant à maintenir de manière étanche la bâche de fermeture du moule. Cette solution présente les inconvénients suivants : 25 - Les inévitables déformations du moule lors de la phase de polymérisation de la pièce dues aux effets cumulés de la température et de la pression génèrent des cisaillements entre les faces de bridage du moule qui peuvent induire le glissement du joint torique dans son logement et en particulier en son extrémité de raccordement avec le joint double face, induisant ainsi une rupture de la 30 jonction étanche - Cette solution est également très sensible aux déformations du moules qui peuvent générer un écartement, même faible, des faces de bridage et par suite une rupture du contact étanche - La solution ne permet enfin pas de solutionner les problèmes de jonction multiples en Té ou en Croix de moules constitués de plus de deux éléments principaux. La troisième solution usuellement mise en oeuvre est similaire à la précédente à la différence que le joint torique est de section creuse et peut être mis sous pression. Cette solution permet de s'affranchir des problèmes de déformations du moules qui peuvent générer un écartement des faces de bridage. io Elle conserve par contre les autres inconvénients de la solution d'étanchéité par joint torique en ce qui concerne le raccord avec le joint double face et la gestion des jonctions multiples. Un but de la présente invention est de proposer un système d'étanchéité dont 15 la conception permet, en dépit des effets de la pression et de la température sur la géométrie des moules, de conserver une jonction parfaitement étanche entre les parties constitutives de celui-ci, ces jonctions pouvant être simples ou multiples et fixes ou démontables pour assurer notamment la réalisation des parties amovibles nécessaires au moulage de pièces présentant des contre- 20 dépouilles. Un autre but de la présente invention est de proposer un moule du type précité dont la conception du système d'étanchéité permet de garantir l'intégrité du vide dans la zone moulante y compris lorsque le moule est soumis à de fortes 25 pression et température. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'étanchéité destiné à garantir un vide parfait dans un moule constitué de plusieurs éléments principaux et soumis à une température et une pression élevées, ledit système d'étanchéité 30 étant formée au moins : - de faces de bridage assurant la jonction entre les différents éléments principaux constitutifs du moule, - de joints insérés dans des logements situés dans les faces de bridage du moule, - de séparateurs garantissant la continuité de la barrière d'étanchéité dans les zones de rencontre entre les faces de bridage et les plans de joint extérieurs - d'un joint de colle assurant l'assemblage étanche de l'extrémité du joint en fin de gorge, - d'une bâche souple assurant la fermeture de la cavité moulante sur le plan de joint extérieur du moule, ladite bâche étant fixée sur le moule par un ruban adhésif double face, - de séparateurs garantissant la continuité de la barrière d'étanchéité dans les io zones jonctions multiples L'ensemble étant caractérisé en ce que les joints sont implantés dans des gorges ménagées dans les faces de bridages des parties constitutives du 15 moule, ces gorges étant placées en regard l'une de l'autre assurant ainsi la correspondance des joints. Les faces de bridage de ces parties constitutives du moule peuvent-être avantageusement assemblées par vissage dans une zone extérieure à la zone étanche délimitée par les logements de joints. Chacune de ces gorges parcourt la totalité de la longueur de la face de bridage 20 et débouche de chaque coté de l'élément de moule sur sa face extérieure dans la zone de plan de joint périphérique à la pièce à mouler en décrivant une portion de cercle tangente d'un coté à la face de bridage et de l'autre a la zone de plan de joint. La gorge du joint est arrêtée au point de tangence entre la portion de cercle de raccordement et le plan de joint, le joint étant fixé à cette 25 extrémité par collage entre sa section transversale et la face extrémité du logement de joint dans l'élément de moule. Cette géométrie entraine une séparation des joints des plans de joint en forme de Vé incurvé concave. La continuité de l'étanchéité est assurée dans cette zone par un séparateur dont la partie inférieure est en forme elle aussi de Vé incurvé concave dont l'extrémité 30 est effilée de manière à ce que le contact étanche entre les deux joints se transforme sur ledit séparateur en un contact étanche entre chacun des joints et la surface du séparateur, et dont la partie supérieure est quant-à elle de forme plane, parallèle au plan de joint du moule et d'une longueur telle qu'elle recouvre entièrement les deux extrémités des joints débouchant sur le plan de joint de chaque élément de moule. Le séparateur peut-être réalisé préférentiellement en acier de manière à ce que son extrémité effilée puisse être affutée. La fin du dispositif d'étanchéité est assurée par le collage du séparateur sur le plan de joint de chacun des deux éléments principaux de moule, ménageant ainsi une face rigide continue permettant la mise en place de l'adhésif double face qui assure la fixation étanche de la bâche souple avec le moule assemblé. Ce dispositif est complété, lorsque le moule est constitué de plus de deux io éléments principaux, par un moyen permettant d'étancher ces éléments principaux dont la jonction, située en dessous de la zone moulante, est en forme de Té ou de Croix. Dans le cas des jonctions multiples, au moins un des éléments principaux constitutifs du moule présente des faces de bridage présentant entre elles un 15 angle vif. Les joints étant implantés dans des gorges ménagées dans les faces de bridages des parties constitutives du moule comme décrit précédemment, au moins une de ces gorges doit traverser une zone présentant cette singularité. Il est aménagé dans cette singularité en dessous de la zone moulante, un dégagement tel que la gorge de joint passe d'une face de bridage 20 à l'autre de l'élément constitutif du moule en décrivant une portion de cercle tangente à chacune de ces faces de bridages sécantes. Cette géométrie entraine une séparation du joint des faces de bridage en forme de polyèdre incurvé concave (triangle en cas de jonction triple, carré en cas de jonction quadruple etc...). La continuité de l'étanchéité est assurée dans cette zone par 25 un séparateur fixé sur la partie opposée a la face moulante des éléments principaux constitutifs du moule et dont la section est en forme elle aussi de polyèdre incurvé concave dont l'extrémité est effilée de manière à ce que le contact étanche entre chaque paire de joints se transforme sur ledit séparateur en un contact étanche entre chacun des joints et la surface du séparateur 30 conservant ainsi l'intégrité de l'étanchéité sur l'ensemble du parcours du joint. L'invention décrite ci-dessus permet : - De conserver l'intégrité de l'étanchéité du moule malgré les inévitables déformations du moule lors de la phase de polymérisation de la pièce dues aux effets cumulés de la température et de la pression, du fait de la présence d'un ensemble de joints montés en regard dont on assure de manière permanente la connexité. Les joints utilisés peuvent être du type joints à lèvre, celles-ci étant orientées de sorte que la pression extérieure au moule ait pour effet d'assurer leur plaquage, ou du type joints gonflants, la pression intérieure à ces derniers assurant un plaquage efficace sur les zones de contact. - De conserver l'intégrité de l'étanchéité d'un moule constitué d'un ensemble d'éléments principaux constitutifs présentant des jonctions multiples en Té ou en Croix - De conserver l'intégrité de l'étanchéité des morceaux démontables permettant d'assurer le démoulage de pièces comportant des zones en contre -dépouille L'invention a encore pour objet un moule du type constitué de plusieurs éléments principaux comportant les dispositifs précités. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante 20 d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente un moule constitué de plusieurs éléments principaux disposant d'un système d'étanchéité tel que décrit ci-dessus 25 la figure 2 représente le même moule en version éclatée montrant l'ensemble de ses composants constitutifs la figure 3a représente le système d'étanchéité dans la zone de raccordement entre les faces de bridage et le plan de joint extérieur les figures 3b et 3c représentent le système d'étanchéité dans la zone de raccordement entre les faces de bridage et le plan de joint extérieur en version éclatée montrant l'ensemble de ses composants constitutifs 30 5 La figure 4a représente le système d'étanchéité dans la zone de raccordement entre les différents éléments principaux du moule située sous la forme moulante La figure 4b représente le système d'étanchéité dans la zone de raccordement entre les différents éléments principaux du moule située sous la forme moulante en version éclatée montrant l'ensemble de ses composants constitutifs i0 Comme mentionné ci-dessus, l'invention concerne un système d'étanchéité destiné à garantir un vide parfait dans un moule 1 constitué de plusieurs éléments principaux 2 et soumis à une température et une pression élevées, ledit système d'étanchéité étant formée au moins : 15 - de faces de bridage 3 assurant la jonction entre les différents éléments principaux 2 du moule, - de joints 4 insérés dans des logements 5 situés dans les faces de bridage du moule, - d'un séparateur métalliques 6 garantissant la continuité de la barrière 20 d'étanchéité dans les zones de rencontre entre les faces de bridage et les plans de joint extérieurs 7, - d'un joint de colle 8 assurant l'assemblage étanche de l'extrémité du joint en fin de gorge, - d'une bâche souple 9 assurant la fermeture de la cavité moulante 10 sur le 25 plan de joint extérieur du moule 7, ladite bâche étant fixée sur le moule par un ruban adhésif double face Il, - d'un séparateur métallique 12 garantissant la continuité de la barrière d'étanchéité dans les zones jonctions multiples - d'un ensemble de fixations 13 du séparateur sur les éléments principaux 30 constitutifs du moule 2, - d'un ensemble de fixations 14 entre les éléments principaux constitutifs du moule 2, REVENDICATIONS1.Système d'étanchéité, destiné à garantir un vide parfait dans un moule (1) soumis à une température et une pression élevées constitué d'au moins deux éléments principaux constitutifs (2) ayant une face de moulage et des faces de bridage (3) sensiblement perpendiculaires à la face de moulage assurant la jonction entre les éléments principaux constitutifs (2) du moule, caractérisé en ce qu'il est constitué : - de joints (4) insérés dans des gorges (5) situés dans les faces de bridage du moule (3), ces gorges étant placées en regard l'une de l'autre assurant ainsi le contact entre les joints. Chacune de ces gorges parcourt la totalité de la longueur de la face de bridage et débouche de chaque coté des éléments principaux constitutifs du moule sur sa face de moulage dans la zone de plan de joint périphérique (7) à la pièce à mouler en décrivant une portion de cercle tangente d'un coté à la face de bridage et de l'autre a la face de moulage. Cette géométrie entraîne une séparation du joint des plans de joint en forme de Vé incurvé concave. La gorge du joint est arrêtée au point de tangence entre la portion de cercle de raccordement et la face de moulage, le joint étant fixé à cette extrémité par collage entre sa section transversale et l'élément constitutif de moule, - de séparateurs (6) situé en regard des zones de rencontre entre les gorges de joint (5) et le plan de joint extérieur du moule (7), séparateurs dont la partie inférieure est en forme elle aussi de Vé incurvé concave dont l'extrémité est effilée de manière à ce que le contact étanche entre les deux joints se transforme sur ledit séparateur en un contact étanche entre chacun des joints et la surface dudit séparateur, et dont la partie supérieure est quant-à elle de forme plane, parallèle à la face de moulage et d'une longueur telle qu'elle recouvre entièrement les deux extrémités des joints débouchant sur la face de moulage de chaque élément principal constitutif de moule. - d'un joint de colle (8) assurant l'assemblage étanche de l'extrémité du joint jusqu'à la l'extrémité du séparateur au niveau de la face de moulage. - d'une bâche souple (9) fixée sur la face de moulage par un ruban adhésif double face (11) recouvrant la périphérie complète du plan de joint du moule 8ainsi que les face supérieures des séparateurs qu'il traverse au niveau du joint de colle (8) afin de réaliser une cavité moulante (10) parfaitement étanche. 2. Système d'étanchéité destiné à garantir un vide parfait dans un moule (1) constitué de plus de deux éléments principaux constitutifs (2) dont la jonction, située en dessous de la zone moulante, est en forme de Té ou de Croix, comportant un système d'étanchéité selon revendication 1 dans les zones de plans de joint extérieurs ainsi qu'un système d'étanchéité complémentaire de la jonction, ledit système d'étanchéité étant caractérisé en ce qu'il est constitué : ~o - de joints (4) insérés dans des gorges situés dans les faces de bridage (3) des éléments principaux constitutifs du moule, au moins une de ces gorges parcourant des faces de bridage sécantes d'un même élément de moule. II est aménagé dans la zone de raccord entre ces deux faces sécantes et en dessous de la zone moulante, un dégagement tel que la gorge de joint passe 1s d'une face de bridage à l'autre du même élément principal constitutif du moule en décrivant une portion de cercle tangente à chacune de ces faces de bridages sécantes. Cette géométrie entraine une séparation du joint des faces de bridage en forme de polyèdre incurvé concave, - d'un séparateur (12) situé en regard des zones de rencontre entre les gorges 20 de joint à la jonction sous la forme moulante des éléments principaux constitutifs du moule, fixé sur la partie opposée a la face moulante des éléments principaux constitutifs du moule par des fixations (13) et dont la section est en forme elle aussi de polyèdre incurvé concave dont l'extrémité est effilée de manière à ce que le contact étanche entre chaque paire de joints se 25 transforme sur ledit séparateur en un contact étanche entre chacun des joints et la surface du séparateur conservant ainsi l'intégrité de l'étanchéité sur l'ensemble du parcours du joint. 3. Système d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les 30 joints utilisés (4) sont des joints à lèvre, celles-ci étant orientées de sorte que la pression extérieure au moule ait pour effet d'assurer leur plaquage. 4. Système d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les 2943271 to joints utilisés (4) sont des joints gonflants, la pression intérieure à ces derniers assurant un plaquage efficace sur les zones de contact. 5. Système d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes caractérisé 5 en ce que les séparateurs sont réalisés en acier de manière à ce que leur extrémité effilée puisse être affutée 6. Système d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les faces de bridage des éléments principaux constitutifs du moule to sont assemblées par vissage (14) dans une zone extérieure à la zone étanche délimitée par les logements de joints. 7. Moule du type comportant un système d'étanchéité caractérisé en ce que ledit système est conforme à l'une des revendications 1 à 6. 15