Brevet FR2948894A1 — publié le 20110211

La présente invention concerne un procédé de surmoulage, et plus particulièrement un procédé de surmoulage en rotation, permettant la réalisation de pièces moulées, notamment en matière plastique, combinant au moins deux matières distinctes et/ou au moins deux couches de matière. Cette invention a aussi pour objet un moule adapté pour la mise en oeuvre de ce procédé de surmoulage, donc un moule avec une partie mobile rotative. Dans les techniques actuelles de surmoulage automatique, avec rotation d'une partie du moule utilisé, cette partie de moule rotative reste dans une forme figée, durant tout le cycle de moulage. Une telle conception ne permet pas de tenir compte de la problématique ou de la fonction particulière liée à chaque poste du moule. En particulier, le phénomène du retrait d'une première matière injectée, avant l'injection d'une deuxième matière, ne peut être pris en compte. En raison de ces difficultés, les fabrications nécessitant un surmoulage restent le plus souvent réalisées dans des moules distincts, avec transfert manuel des pièces entre un moule où est injectée une première matière et un autre moule où est injectée une deuxième matière. La présente invention a pour but de fournir un procédé de surmoulage, et un moule pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui évitent les inconvénients précédemment exposés, en constituant une solution technique simple et peu coûteuse pour le surmoulage en rotation, permettant entre autres la compensation du retrait de la matière injectée. A cet effet, l'invention a premièrement pour objet un procédé de surmoulage en rotation pour la réalisation de pièces moulées, notamment en matière plastique, combinant au moins deux matières distinctes et/ou au moins deux couches de matière, le procédé mettant en oeuvre un moule d'injection avec une partie de moule rotative comportant des empreintes de moulage amenées successivement, au cours de la rotation de cette partie de moule, à différents postes répartis autour de l'axe de rotation de ladite partie de moule, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que, chaque empreinte de moulage de la partie de moule rotative comportant au moins un élément monté mobile dans une direction parallèle à l'axe de rotation de cette partie de moule, ledit élément est déplacé dans cette direction axiale de manière à occuper, à un poste donné, une position différente de la position occupée à un poste précédent, en modifiant ainsi la forme et/ou les dimensions du volume moulant de l'empreinte. Ainsi, contrairement à la conception habituelle de la partie de moule rotative, l'idée à la base de la présente invention consiste à modifier la géométrie de cette partie rotative selon les postes, afin de s'adapter à chaque fonction propre à un poste, et ceci quel que soit le nombre des postes : deux postes séparés par des rotations de 180 °, ou trois postes séparés par des rotations de 120 ° ou encore quatre postes séparés par des rotations de 90 °. Chaque empreinte de la partie rotative est réalisée de façon identique aux autres empreintes, mais la mobilité axiale d'un élément de l'empreinte permet de changer la forme et/ou les dimensions de l'espace moulant de l'empreinte, selon le poste occupé par cette empreinte. De préférence, l'élément mobile de chaque empreinte de la partie de moule rotative est automatiquement positionné, à chaque poste, par des appuis intervenant lors de la fermeture du moule. Autrement dit, à la faveur d'appuis différents, la position axiale de l'élément mobile de chaque empreinte est modifiée si bien que cet élément se positionne automatiquement, à chaque fermeture de moule, pour s'adapter à la fonction d'un poste particulier. L'invention a aussi pour objet un moule d'injection avec une partie mobile rotative, pour la réalisation de pièces moulées notamment en matière plastique combinant au moins deux matières distinctes et/ou au moins deux couches de matière, le moule comprenant une partie fixe, une partie mobile non rotative et une partie mobile rotative comportant des empreintes de moulage aptes à être amenées successivement, au cours de la rotation de cette partie de moule, à différents postes répartis autour de l'axe de rotation de ladite partie de moule, ce moule étant essentiellement caractérisé par le fait que chaque empreinte de moulage de la partie de moule rotative comporte au moins un élément monté mobile dans une direction parallèle à l'axe de rotation de cette partie de moule, ledit élément étant déplaçable dans cette direction axiale de manière à occuper, à un poste donné, une position différente de la position occupée à un poste précédent, en modifiant ainsi la forme et/ou les dimensions du volume moulant de l'empreinte défini en combinaison avec la partie fixe du moule. Dans un mode de réalisation préféré de ce moule d'injection, la partie mobile non rotative et/ou la partie fixe du moule comporte, en correspondance avec les empreintes de moulage de la partie mobile rotative, des zones d'appui décalées coopérant avec les éléments mobiles de ces empreintes, pour définir les positions desdits éléments mobiles lors de la fermeture du moule. Plus particulièrement, les éléments mobiles des empreintes peuvent être solidaires d'entretoises qui traversent de manière coulissante des passages correspondants ménagés dans la partie mobile rotative de moule et qui débouchent à l'une et/ou à l'autre des extrémités de ces passages, pour coopérer avec les zones d'appui ou des dégagements de la partie mobile non rotative et/ou de la partie fixe du moule. Dans le cas particulier d'un moule prévu pour la réalisation de pièces en forme de pot, avec deux ou plusieurs couches de matière injectées successivement, les zones d'appui sont avantageusement prévues pour décaler l'élément mobile, entre l'injection d'une première couche et l'injection d'une autre couche de matière, d'une valeur égale au retrait de la première couche. Un tel décalage permet d'aligner exactement la deuxième couche de matière avec la première couche de matière. Dans le cas d'un moule prévu pour la réalisation de pièces de forme indifférente avec deux ou plusieurs couches de matière injectées successivement, les zones d'appui sont plutôt prévues pour décaler l'élément mobile, entre l'injection d'une première couche et l'injection d'une autre couche de matière, d'une valeur égale à l'épaisseur de ladite autre couche de matière. En d'autres termes, le décalage de l'élément mobile crée l'espace nécessaire pour l'injection de la deuxième couche de matière. Ce cas d'application peut concerner la fabrication de pièces en forme de coupelles. En variante au cas précédent, dans le cas d'un moule prévu pour la réalisation de pièces de forme générale circulaire, avec une partie centrale réalisée dans une première matière et une partie périphérique réalisée dans une deuxième matière, les zones d'appui sont prévues pour décaler l'élément mobile, entre l'injection de la première matière et l'injection de la deuxième matière, d'une valeur égale à au moins une fraction de l'épaisseur de la partie périphérique. En d'autres termes, l'élément mobile effectue, après le moulage de la partie centrale, un recul qui libère un espace annulaire pour l'injection d'au moins une fraction de la partie périphérique. Ce cas d'application peut notamment concerner la fabrication de roues ou roulettes, avec une jante ou un moyeu en une première matière, et un bandage périphérique en une deuxième matière. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce moule d'injection, correspondant aux applications précédemment évoquées : Figure 1 représente en coupe un moule selon l'invention pour la réalisation de pièces en forme de pot, le moule étant en position fermée, Figure 2 représente, en coupe, le moule de la figure 1 en position ouverte, Figure 3 représente en coupe un moule selon l'invention pour la réalisation de pièces en forme de coupelles, le moule étant en position fermée, Figure 4 représente, en coupe, le moule de la figure 3 en position ouverte, Figure 5 représente en coupe un moule selon l'invention pour la réalisation de roues à bandage périphérique, le moule étant en position fermée, Figure 6 représente, en coupe, le moule de la figure 5 en position ouverte. Sur les diverses figures du dessin est représenté un moule d'injection qui, de façon généralement connue, comprend une partie fixe 2, une partie mobile non rotative 3 et une partie mobile rotative 4, ces trois parties de moule 2, 3 et 4 étant disposées suivant un axe commun A. La partie mobile non rotative 3 est déplaçable en translation, dans la direction de l'axe A, de manière à pouvoir être rapprochée ou éloignée de la partie fixe 2. La partie mobile rotative 4 est située entre la partie fixe 2 et la partie mobile non rotative 3 ; elle est supportée par un arbre central 5 qui traverse un palier central 6 de la partie mobile non rotative 3, et qui est déplaçable en translation suivant l'axe A, en étant notamment animé par une base tournante telle que décrite dans le brevet français FR 2 725 152 au nom du Demandeur. Ainsi, la partie mobile rotative 4 peut être rapprochée ou éloignée de la partie mobile non rotative 3, et elle peut aussi tourner autour de l'axe A, lorsqu'elle est suffisamment écartée de la partie mobile non rotative 3. La partie mobile rotative 4 comporte deux empreintes de moulage identiques 7 et 8, diamétralement opposées. Ces empreintes de moulage font face à deux empreintes de moulage complémentaires 9 et 10 portées par la partie fixe 2 du moule. Dans l'exemple d'application des figures 1 et 2, le moule est prévu pour la réalisation de pièces en forme de pot, chaque pièce résultant d'une couche de matière intérieure 11 et d'une couche de matière extérieure 12, recouvrant entièrement la couche intérieure 11. Chaque empreinte de moulage 7 ou 8 de la partie mobile rotative 4 comporte un élément 13 monté mobile dans la direction de l'axe A, l'élément 13 possédant la forme générale d'une plaque, rendue solidaire de deux ou plusieurs entretoises 14. Ces dernières traversent de façon coulissante des passages 15 correspondants, ménagés dans la partie mobile rotative 4. L'élément 13 en forme de plaque possède une ouverture centrale, traversée par une partie moulante 16 de l'empreinte 7 ou 8 qui correspond à la forme intérieure des pièces à mouler. Ainsi, l'élément 13 est déplaçable en translation, dans la direction de l'axe A, relativement à la partie moulante 16. La première empreinte de moulage 9 portée par la partie fixe 2 du moule possède une forme moulante qui correspond à la surface extérieure de la couche de matière intérieure 11 des pièces à mouler. La deuxième empreinte de moulage 10 portée par la partie fixe 2 du moule possède une forme moulante qui correspond à la surface extérieure de la couche de matière extérieure 12 des pièces à mouler, autrement dit à la surface extérieure de ces pièces. La couche de matière intérieure 11 est moulée par coopération de l'une des empreintes 7 ou 8 de la partie mobile rotative 4 avec la première empreinte 9 de la partie fixe 2 du moule. Ensuite, la partie mobile rotative 4 décrit une rotation de 180 ° autour de l'axe A, et la couche de matière extérieure 12 est moulée par coopération avec la deuxième empreinte 10 de la partie fixe 2 du moule (voir figure 1, moitié inférieure). Cependant, un retrait de la matière de la couche intérieure 11 a lieu, entre le poste de moulage de cette matière et le poste de moulage de la couche de matière extérieure 12. Ce retrait pose un problème d'alignement de la couche de matière intérieure 11 avec la couche de matière extérieure 12. La mobilité de l'élément 13 permet de compenser la valeur du retrait de matière, comme précisé ci après. Lors du moulage de la couche de matière intérieure 11 (figure 1, moitié supérieure), des dégagements 17 pratiqués dans la partie mobile non rotative 3 du moule, en regard des passages 15, permettent aux entretoises 14 de se déplacer vers cette partie 3, de telle sorte que l'élément mobile 13 est rapproché lui aussi de la partie mobile non rotative 3. Après ouverture du moule et rotation de la partie mobile rotative 4 (figure 2), les entretoises 14 trouveront un appui contre la surface principale 18 de la partie mobile non rotative 3 (figure 1, moitié inférieure), ce qui décalera l'élément 13 en direction de la partie fixe 2 du moule, d'une valeur D. Cette valeur D est choisie égale à la valeur du retrait de la matière de la couche intérieure 11, si bien que la matière de la couche extérieure 12, une fois injectée, se trouvera parfaitement alignée avec la matière de la couche intérieure 11. Dans la mesure où le moule ici décrit ne comporte que deux postes, la pièce moulée achevée, résultant de l'injection successive des deux couches de matière 11 et 12, sera éjectée après ouverture du moule, au poste d'injection de la matière formant la couche extérieure 12. On notera que cette couche extérieure 12 peut être de la même matière, ou d'une matière différente de la couche intérieure 11. Dans l'exemple d'application des figures 3 et 4, le moule est prévu pour la réalisation de pièces en forme de coupelle, chaque pièce résultant d'une première couche de matière 19 donnant sa forme générale à cette pièce, et d'une deuxième couche de matière 20 formant un disque central, ceci n'étant évidemment qu'un exemple de pièce réalisable par le procédé de l'invention. A un premier poste (figure 3, moitié supérieure), il est procédé à l'injection de la matière constitutive de la première couche 19. Après rotation de la partie mobile rotative 4 (figure 4), il est procédé à l'injection de la matière constitutive de la deuxième couche 20, ceci à un 25 deuxième poste (figure 3, moitié inférieure). La première couche de matière 19 est ici réalisée avec un petit trou en son centre, au travers duquel est injectée la matière de la deuxième couche 20, ce qui permet un surmoulage du côté opposé à l'injection. Ici encore, chaque empreinte de moulage 7 ou 8 de la partie mobile 30 rotative 4 comporte un élément 13 monté mobile dans la direction de l'axe A, et rendu solidaire d'entretoises 14 qui traversent de façon coulissante des passages 15 ménagés dans la partie mobile rotative 4. Ainsi, l'élément 13 possède une mobilité axiale, ici adaptée pour le moulage successif des deux couches de matière 19 et 20. 35 Plus particulièrement, au premier poste (figure 3, moitié supérieure), les entretoises 14 prennent appui contre la surface principale 18 de la partie mobile non rotative 3, de sorte que les empreintes de la partie fixe 2 et de la partie mobile rotative 4 délimitent une cavité de moulage correspondant à la forme et à l'épaisseur de la première couche de matière 19. Au deuxième poste (figure 3, moitié inférieure), les entretoises 14 prennent appui sur une surface secondaire 21 de la partie mobile non rotative, décalée axialement par rapport à la surface principale 18 d'une valeur D qui correspond à l'épaisseur de la deuxième couche de matière 20. Ainsi, l'élément mobile 13 se trouve décalé et il est créé une cavité qui correspond exactement à la deuxième couche de matière 20 à surmouler. A chaque fermeture du moule, l'élément mobile 13 de l'empreinte 7 ou 8 se positionne ainsi mécaniquement, à la bonne hauteur (suivant l'axe A), pour mouler alternativement la première couche de matière 19 et la deuxième couche de matière 20. Ici également, dans la mesure où le moule ne comprend que deux postes, les pièces moulées résultant de l'injection successive des deux couches de matière 19 et 20 sont éjectées en position d'ouverture du moule, au deuxième poste. Enfin, dans l'exemple d'application des figures 5 et 6, le moule est prévu pour la réalisation de pièces de forme générale circulaire, telles que des roues, composées d'une jante 22 en une première matière et d'un bandage périphérique 23 en une deuxième matière. La jante 22 est injectée à un premier poste, et le bandage 23 est surmoulé à un deuxième poste. Toujours selon le même principe, les empreintes de moulage 7 et 8 de la partie mobile rotative 4 du moule comportent chacune un élément 13 mobile axialement, qui se positionne différemment aux deux postes, pour s'adapter au moulage de la première matière puis de la seconde matière. Plus particulièrement, au premier poste (figure 5, moitié supérieure), les entretoises 14 prennent appui contre la surface 18 de la partie mobile rotative 6, et il est ainsi défini une cavité de moulage correspondant à la jante 22 complétée par une couronne de solidarisation 24 reliée à cette jante 22 par des nervures (non visibles au dessin) formant des liaisons ponctuelles. Après rotation de la partie mobile rotative 4 (figure 6), et grâce à des dégagements 25 de la partie mobile non rotative 3, l'élément mobile 13 se positionne différemment, en étant reculé de manière à délimiter une cavité de moulage qui correspond au bandage 23 à surmouler lors d'une deuxième injection (figure 5, moitié inférieure). La matière du bandage 23 est ainsi injectée tout autour de la couronne de solidarisation 24, ce qui la lie mécaniquement, et non seulement par adhérence, avec la jante 22. On notera que, dans cet exemple d'application, le décalage axial D de l'élément mobile 13, entre les deux postes, n'est égal qu'à une fraction de l'épaisseur totale du bandage périphérique 23. Comme dans les exemples précédents, l'éjection de la pièce finie, à savoir ici la roue composée de la jante 22 et du bandage 23 réuni à cette jante, s'opère au deuxième poste lors de l'ouverture du moule. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce moule d'injection qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en donnant toutes formes à l'élément mobile des empreintes de la partie mobile rotative, en fonction des formes à mouler, - en réalisant sous toutes formes les appuis nécessaires au positionnement dudit élément mobile, - en multipliant le nombre de postes du moule, soit pour réaliser des pièces moulées avec des matières et/ou des couches plus nombreuses, soit pour disposer d'un poste spécifique d'éjection des pièces finies en position de fermeture du moule, - en destinant le procédé de l'invention à la réalisation de pièces de forme et destination quelconques, en toutes matières moulables.25 REVENDICATIONS1. Procédé de surmoulage en rotation, pour la réalisation de pièces moulées notamment en matière plastique combinant au moins deux matières distinctes et/ou au moins deux couches de matière (11, 12 ; 19, 20 : 22, 23), le procédé mettant en oeuvre un moule d'injection avec une partie de moule rotative (4) comportant des empreintes de moulage (7, 8) amenées successivement, au cours de la rotation de cette partie de moule (4), à différents postes répartis autour de l'axe de rotation (A) de ladite partie de moule (4), caractérisé en ce que, chaque empreinte de moulage (7, 8) de la partie de moule rotative (4) comportant au moins un élément (13) monté mobile dans une direction parallèle à l'axe de rotation (A) de cette partie de moule (4), ledit élément (13) est déplacé dans cette direction axiale de manière à occuper, à un poste donné, une position différente de la position occupée à un poste précédent, en modifiant ainsi la forme et/ou les dimensions du volume moulant de l'empreinte (7, 8). 2. Procédé de surmoulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mobile (13) de chaque empreinte (7, 8) de la partie de moule rotative (4) est automatiquement positionné, à chaque poste, par des appuis intervenant lors de la fermeture du moule. 3. Moule d'injection avec une partie mobile rotative, pour la réalisation de pièces moulées notamment en matière plastique combinant au moins deux matières distinctes et/ou au moins deux couches de matière (11, 12 ; 19, 20 ; 22, 23), le moule étant adapté pour la mise en oeuvre du procédé de surmoulage selon la revendication 1 ou 2, ce moule comprenant une partie fixe (2), une partie mobile non rotative (3) et une partie mobile rotative (4) comportant des empreintes de moulage (7, 8) aptes à être amenées successivement, au cours de la rotation de cette partie de moule (4), à différents postes répartis autour de l'axe de rotation (A) de ladite partie de moule (4), caractérisé en ce que chaque empreinte de moulage (7, 8) de la partie de moule rotative (4) comporte au moins un élément (13) monté mobile dans une direction parallèle à l'axe de rotation (A) de cette partie de moule (4), ledit élément (13) étant déplaçable dans cette direction axiale de manière à occuper, à un poste donné, une position différente de la position occupée à unposte précédent, en modifiant ainsi la forme et/ou les dimensions du volume moulant de l'empreinte (7 , 8) défini en combinaison avec la partie fixe (2) du moule. 4. Moule d'injection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie mobile non rotative (3) et/ou la partie fixe (2) du moule comporte, en correspondance avec les empreintes de moulage (7, 8) de la partie mobile rotative (4), des zones d'appui décalées (18, 21) coopérant avec les éléments mobiles (13) de ces empreintes (7, 8), pour définir les positions desdits éléments mobiles (13) lors de la fermeture du moule. 5. Moule d'injection selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments mobiles (13) des empreintes (7, 8) sont solidaires d'entretoises (14) qui traversent de manière coulissante des passages correspondants (15) ménagés dans la partie mobile rotative (4) du moule et qui débouchent à l'une et/ou à l'autre des extrémités de ces passages (15), pour coopérer avec les zones d'appui (18, 21) ou des dégagements (17, 25) de la partie mobile non rotative (3) et/ou de la partie fixe (2) du moule. 6. Moule d'injection selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un moule pour la réalisation de pièces en forme de pot, avec deux ou plusieurs couches de matière (11, 12) injectées successivement, les zones d'appui étant prévues pour décaler l'élément mobile (13), entre l'injection d'une première couche (11) et l'injection d'une autre couche de matière (12), d'une valeur (D) égale au retrait de la première couche (11). 7. Moule d'injection selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un moule pour la réalisation de pièces avec deux ou plusieurs couches de matière (19, 20) injectées successivement, les zones d'appui étant prévues pour décaler l'élément mobile (13), entre l'injection d'une première couche (19) et l'injection d'une autre couche de matière (20), d'une valeur (D) égale à l'épaisseur de ladite autre couche de matière (20). 8. Moule d'injection selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce 35 qu'il s'agit d'un moule pour la réalisation de pièces de forme générale circulaire, avec une partie centrale (22) réalisée dans une première matière et 5une partie périphérique (23) réalisée dans une deuxième matière, les zones d'appui étant prévues pour décaler l'élément mobile (13), entre l'injection de la première matière et l'injection de la deuxième matière, d'une valeur (D) égale à au moins une fraction de l'épaisseur de la partie périphérique (23). 9. Utilisation du moule d'injection selon la revendication 8 pour la fabrication de roues ou roulettes avec une jante (22) ou un moyeu en une première matière et un bandage périphérique (23) en une deuxième matière. 10