Brevet FR3015338A1 — publié le 20150626

- 1 - PRESSE NOTAMMENT POUR LA FABRICATION DE PIECES COMPOSITES DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une presse pour la fabrication de pièces composites particulièrement adaptée, quoique non exclusivement, à la fabrication de pièces composites par moulage par injection de résine liquide selon le procédé dit RTM selon 10 l'acronyme anglo-saxon « Resin Transfer Molding ». ART ANTERIEUR Dans le domaine de la fabrication de pièces composites, il est bien connu d'utiliser 15 des presses comprenant un châssis portant un plateau inférieur fixe et un plateau supérieur mobile, ou inversement, apte à être déplacé de haut en bas et de bas en haut, ledit plateau inférieur et ledit plateau supérieur recevant respectivement un demi-moule, à savoir un demi-moule inférieur et respectivement un demi-moule supérieur. 20 La fabrication des pièces composites est généralement réalisées selon le procédé dit RTM. Le procédé RTM, ou moulage par injection basse pression de résine liquide, consiste à remplir l'empreinte d'un moule rigide et fermé par injection de résine en un ou plusieurs points. Les moules de fabrication de pièces composites sont d'abord remplis avec des préformes telles que des nappes de fibres constituant un renfort, puis fermés et 25 insérés dans une presse avant injection de la résine sous charge. On notera que, selon le procédé RTM, le moule peut également être rempli dans la presse ouverte. Parmi les nombreux avantages, la productivité importante induite par ce système permet la production de pièces de grandes séries. De plus, la souplesse de mise en oeuvre, 30 et la facilité de réglages des paramètres procédés (temps de cycle, forme des pièces, positions d'injection, taux de renforts...) en font un procédé d'une grande flexibilité. - 2 - Toutefois, lors de la mise en oeuvre du procédé RTM, les empreintes des demi-moules ont les dimensions de la pièce finie, c'est-à-dire après pressage ; or la matière, à savoir les fibres, présente un certain foisonnement occupant un volume plus important. Ainsi les moules ne sont jamais parfaitement fermés quand ils sont placés dans la presse. Pour des pièces finies présentant une grande différence d'épaisseur d'un bord à l'autre, il peut y avoir une différence d'ouverture de plusieurs millimètres. Cette différence d'ouverture provoque, au moment de l'accostage par la presse, l'apparition d'un couple de basculement susceptible d'endommager ladite presse. Plus précisément, cette différence d'ouverture provoque des efforts parasites latéraux, induits par le couple de basculement du plateau presseur, généralement le plateau supérieur, qui sont susceptibles de détériorer les montants de la presse. On observera qu'il est connu des presses comportant des moyens pour assurer un bon positionnement du plateau mobile d'une presse. C'est le cas notamment du brevet français FR 986306 et du brevet européen EP 0 516 222 notamment. Le brevet français FR 986 306 décrit une presse hydraulique du type comprenant un plateau de presse fixe et un plateau de presse mobile, le plateau mobile étant relié au piston de presse par un raccord mobile, de façon à permettre au plateau d'effectuer un mouvement quelconque par rapport au piston, et par un dispositif à ressort tel qu'il tende à maintenir le plateau dans la position voulue pour l'opération de compression. Le plateau mobile porte un palier sphérique logé et pouvant se mouvoir suivant un mouvement quelconque dans un siège sphérique correspondant ménagé dans le piston de la presse, ledit piston pouvant effectuer un mouvement vertical alternatif dans le cylindre du bâti. Ledit dispositif à ressort comprend plusieurs ressorts normalement en position active, de préférence des ressorts hélicoïdaux, montés entre le plateau mobile et une partie du piston se trouvant à une grande distance du centre du plateau, par exemple dans les coins lorsqu'il s'agit d'un plateau carré, de façon que les ressorts réagissent aussi sur de petits déplacements du plateau tendant à prendre une position oblique. - 3 - Ce type de dispositif n'est pas adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé RTM et ne permet pas de reprendre suffisamment les efforts parasites latéraux qui sont susceptibles de détériorer les montants de la presse. Le brevet européen EP 0 516 222 décrit un panneau adaptateur pour presse, incluant un châssis d'outil qui est monté dans une colonne de presse et se divise en une partie d'outil supérieure et une partie d'outil inférieure selon la direction de levage de la presse. Le panneau adaptateur est un outil à tête de nutation pour compression par nutation, qui peut être interchangé avec des groupes de modules du châssis d'outil ou peut être monté dans celle-ci de manière additionnelle. Ledit panneau adaptateur possède, par ailleurs, un dispositif de génération de déplacement en nutation de la tête de nutation, ainsi que des éléments d'accouplement pour le raccordement d'installations de transmission par lesquelles il est relié à un ensemble d'entraînement de la tête de nutation situé en dehors de la presse. Le dispositif de génération du mouvement de nutation comprend au moins six cylindres et pistons hydrauliques de pression disposés à distances égales autour de l'axe de nutation et travaillant en déphasage l'un par rapport à l'autre selon la fréquence de nutation. Outre le fait que ce type de dispositif est particulièrement onéreux, en raison du 20 nombre de vérins hydrauliques, il est inadapté pour la mise en oeuvre d'un procédé RTM et ne permet pas de reprendre suffisamment les efforts parasites latéraux qui sont susceptibles de détériorer les montants de la presse. EXPOSE DE L'INVENTION 25 L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant une presse pour la fabrication de pièces composites particulièrement adaptée à la fabrication de pièces composites par moulage par injection de résine liquide selon le procédé dit RTM, de conception simple et peu onéreuse, et absorbant un niveau déterminé 30 d'efforts parasites latéraux afin d'éviter toute détérioration des montants de la presse tout en améliorant également la répartition de la pression à l'intérieur du moule. - 4 - A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé une presse pour la fabrication de pièces composites comprenant un châssis portant un plateau inférieur et un plateau supérieur mobile apte à être déplacé de haut en bas et de bas en haut, ledit plateau inférieur et ledit plateau supérieur recevant respectivement un demi-moule ; ladite presse est remarquable en ce que le plateau inférieur comporte d'une part un bras sensiblement horizontal articulé au châssis autour d'au moins un axe et d'autre part, sur sa face inférieure une pièce en forme de calotte sphérique prenant appui dans un siège de forme complémentaire pratiqué dans la base du châssis, la pièce en forme de calotte sphérique et le siège formant une rotule dont le centre de rotation s'étend entre la face supérieure du demi-moule du plateau inférieur et la face inférieure du demi-moule du plateau supérieur. De manière avantageuse, le centre de rotation de la rotule formée par la pièce en forme de calotte sphérique et le siège s'étend sensiblement à mi-hauteur entre le plan médian du demi-moule le moins épais et le plan médian du demi-moule le plus épais que le plateau inférieur puisse recevoir. Une telle configuration permet d'éviter le glissement latéral entre les deux parties du moule dommageable à la pièce produite. Par ailleurs, le plateau inférieur est solidarisé à la base du châssis par des moyens élastiques. A cet effet, le plateau inférieur présente une forme sensiblement rectangulaire et comporte à chacun de ses angles, un évidement recevant respectivement un ressort élastomère muni d'une tige verticale débouchant sous le plateau inférieur et solidaire de la base du châssis. Par ailleurs, ladite presse comporte des moyens de graissage de la rotule. Lesdits moyens de graissage de la rotule consistent dans une conduite pratiquée dans la base du châssis et débouchant dans le siège de la rotule, ladite conduite étant 30 alimentée en graisse liquide. Ladite conduite débouche dans une gorge annulaire pratiquée dans le siège de la rotule. 25 - 5 - De préférence, ladite gorge s'étend à proximité du fond du siège, à environ un tiers de la hauteur dudit siège. Par ailleurs, le bras du plateau inférieur est articulé au châssis autour d'un axe afin d'empêcher toute rotation dudit plateau inférieur par rapport à l'axe vertical. Accessoirement, la face inférieure du demi-moule supérieur solidaire du plateau supérieur comporte des doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face supérieure du demi-moule inférieur solidaire du plateau inférieur. De plus, la face supérieure du demi-moule inférieur solidaire du plateau inférieur comporte des doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face inférieure du demi-moule supérieur solidaire du plateau supérieur. Lesdits doigts présentent une forme générale tronconique et les trous présentent une forme cylindrique. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une unique variante d'exécution, données à titre d'exemple non limitatif, de la presse conforme à l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté de la presse suivant l'invention, - la figure 2 est une vue de face partielle de la presse suivant l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective du châssis de la presse suivant l'invention, - la figure 4 est une vue de face du châssis de la presse suivant l'invention, - la figure 5 est une vue de dessus du châssis de la presse suivant l'invention - la figure 6 est une vue en perspective du plateau inférieur de la presse suivant 30 l'invention, - la figure 7 est une vue de côté du plateau inférieur de la presse suivant l'invention, - la figure 8 est une vue de dessus déchirée du plateau inférieur de la presse suivant l'invention. - 6 - DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la suite de la description de la presse suivant l'invention, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. Par ailleurs, les différentes vues ne sont pas nécessairement tracées à l'échelle. De plus, la presse suivant l'invention est particulièrement destinée au pressage de pièces composites ; toutefois, il est bien évident que la presse suivant l'invention trouvera de nombreuses autres applications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En référence aux figures 1 et 2, la presse suivant l'invention comprend un châssis (1) portant un plateau inférieur (2) et un plateau supérieur (3) mobile apte à être déplacé de haut en bas et de bas en haut par une colonne de presse (4), ledit plateau inférieur (2) et ledit plateau supérieur (3) recevant respectivement un demi-moule (5) et (6). En référence aux figures 1 à 5, le châssis (1) est constitué d'une base (7) et de deux portiques (8) comprenant respectivement une traverse inférieure (9), deux montants (10) une traverse supérieure (11), lesdits portiques (8) étant solidaires de la base (7) de telle sorte qu'ils s'étendent parallèlement de part et d'autre de ladite base (7). Le châssis (1) comporte également des entretoises (12) reliant les traverses supérieures (11) des deux portiques (8). Il est bien évident que le châssis (1) pourrait présenter une forme différente sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, en référence aux figures 2,3, 5 et 6 à 8 ; le plateau inférieur (2) comporte d'une part un bras (13) sensiblement horizontal solidarisé au châssis autour d' un axe et d'autre part, sur sa face inférieure une pièce (14) en forme de calotte sphérique prenant appui dans un siège (15) de forme complémentaire pratiqué dans la base (7) du châssis (1). Ledit bras (13) s'étend sensiblement horizontalement depuis l'un des bords latéraux du plateau inférieur (2) et comporte, à son extrémité proximale, une partie verticale dont l'extrémité libre supérieure porte l'axe (16) de l'articulation au châssis (1), ladite articulation maintenant latéralement le plateau inférieur (2) afin d'empêcher toute - 7 - rotation dudit plateau inférieur par rapport à l'axe vertical. Par ailleurs, le bras (13) du plateau inférieur (2) est articulé au châssis (1) autour d'un axe (16) horizontal. La pièce en forme de calotte sphérique (14) et le siège (15) forment une rotule dont le centre de rotation s'étend entre la face supérieure du demi-moule (5) du plateau inférieur (2) et la face inférieure du demi-moule (6) du plateau supérieur (3). De manière avantageuse, le centre de rotation de la rotule formée par la pièce en forme de calotte sphérique (14) et le siège (15) s'étend sensiblement à mi-hauteur entre le plan médian du demi-moule le moins épais et le plan médian du demi-moule le plus épais que le plateau inférieur (2) puisse recevoir. Une telle configuration permet d'éviter le glissement latéral entre les deux parties du moule. Par ailleurs, le plateau inférieur (2) est solidarisé à la base (7) du châssis (1) par des moyens élastiques. A cet effet, le plateau inférieur (2) présente une forme sensiblement rectangulaire et comporte à chacun de ses angles, un évidement (17) recevant respectivement un ressort élastomère (18) muni d'une tige verticale (19) débouchant sous le plateau inférieur (2) et solidaire de la base (7) du châssis (1). Il est bien évident que les ressorts élastomère (18) pourront être substitués par tout moyen élastique équivalent bien connu de l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, ladite presse suivant l'invention comporte des moyens de graissage de la rotule. Lesdits moyens de graissage de la rotule consistent dans une conduite (20) pratiquée dans la base (7) du châssis (1) et débouchant dans le siège (15) de la rotule, ladite conduite (20) étant alimentée en graisse liquide par une source non représentée sur les figures. Ladite conduite (20) débouche dans une gorge annulaire (21) pratiquée dans le siège (15) de la rotule. De préférence, ladite gorge (21) s'étend à proximité du fond du siège (15), à environ un tiers de la hauteur dudit siège (15). Accessoirement, la face inférieure du demi-moule (6) supérieur solidaire du plateau supérieur (3) comporte des doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face supérieure du demi-moule (5) inférieur solidaire du plateau inférieur (2). De plus, la face supérieure du demi-moule inférieur (5) solidaire du plateau inférieur (2) comporte des - 8 - doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face inférieure du demi-moule (6) supérieur solidaire du plateau supérieur (3). Lesdits doigts présentent une forme générale tronconique et les trous présentent une forme cylindrique. Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières et en aucun cas limitatifs quant au domaine d'application de l'invention. REVENDICATIONS1 - Presse pour la fabrication de pièces composites comprenant un châssis (1) portant un plateau inférieur (2) et un plateau supérieur (3) mobile apte à être déplacé de haut en bas et de bas en haut, ledit plateau inférieur (2) et ledit plateau supérieur (3) recevant respectivement un demi-moule (5) et (6), caractérisée en ce que le plateau inférieur (2) comporte d'une part un bras (13) sensiblement horizontal solidarisé au châssis (1) autour d'un axe afin de maintenir latéralement ledit plateau inférieur (2) et d'autre part, sur sa face inférieure une pièce (14) en forme de calotte sphérique prenant appui dans un siège (15) de forme complémentaire pratiqué dans la base (7) du châssis (1), la pièce (14) en forme de calotte sphérique et le siège (15) formant une rotule dont le centre de rotation s'étend entre la face supérieure du demi-moule (5) du plateau inférieur (2) et la face inférieure du demi-moule (6) du plateau supérieur (3). 2 - Presse suivant la revendication précédente caractérisée en ce que le centre de rotation de la rotule formée par la pièce (14) en forme de calotte sphérique et le siège (15) s'étend sensiblement à mi-hauteur entre le plan médian du demi-moule (5) le moins épais et le plan médian du demi-moule (5) le plus épais que le plateau inférieur (2) puisse recevoir. 3 - Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que le plateau inférieur (2) est solidarisé à la base (7) du châssis (1) par des moyens élastiques. 4 - Presse suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le plateau inférieur (2) présente une forme sensiblement rectangulaire et comporte à chacun de ses angles, un évidement (17) recevant respectivement un ressort élastomère (18) muni d'une tige verticale (19) débouchant sous le plateau inférieur (7) et solidaire de la base (7) du châssis (1). 5 - Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de graissage de la rotule.- 10 6 - Presse suivant la revendication 5 caractérisée en ce que lesdits moyens de graissage de la rotule consistent dans une conduite (20) pratiquée dans la base (7) du châssis (1) et débouchant dans le siège (15) de la rotule, ladite conduite (20) étant alimentée en graisse liquide. 7 - Presse suivant la revendication 6 caractérisée en ce que ladite conduite (20) débouche dans une gorge annulaire (21) pratiquée dans le siège (15) de la rotule. 8 - Presse suivant la revendication 7 caractérisée en ce que ladite gorge (21) s'étend à proximité du fond du siège (15), à environ un tiers de la hauteur dudit siège (15). 9 - Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que le bras (13) du plateau inférieur (2) est articulé au châssis (1) autour d'un axe (16) afin d'empêcher toute rotation dudit plateau inférieur (2) par rapport à l'axe vertical. 10 - Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la face inférieure du demi-moule supérieur (6) solidaire du plateau supérieur (3) comporte des doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face supérieure du demi-moule inférieur (5) solidaire du plateau inférieur (2). 11 - Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que la face supérieure du demi-moule inférieur (5) solidaire du plateau inférieur (2) comporte des doigts aptes à s'étendre dans des trous pratiqués dans la face inférieure du demi-moule supérieur (6) solidaire du plateau supérieur (3). 12 - Presse suivant les revendications 10 et 11 caractérisée en ce que les doigts présentent une forme générale tronconique et les trous présentent une forme cylindrique.30