EP2007563A1 - Procede et dispositif pour le moulage d'articles elastomeriques - Google Patents

Procede et dispositif pour le moulage d'articles elastomeriques

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EP2007563A1
EP2007563A1 EP07724043A EP07724043A EP2007563A1 EP 2007563 A1 EP2007563 A1 EP 2007563A1 EP 07724043 A EP07724043 A EP 07724043A EP 07724043 A EP07724043 A EP 07724043A EP 2007563 A1 EP2007563 A1 EP 2007563A1
Authority
EP
European Patent Office
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mold
nozzle
molding
cavity
shutter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07724043A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Bessac
Frédéric PIALOT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Michelin Recherche et Technique SA France, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP2007563A1 publication Critical patent/EP2007563A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28—Closure devices therefor
    • B29C45/2803—Closure devices therefor comprising a member with an opening or the injection nozzle movable into or out of alignment with the sprue channel or mould gate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/04—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity
    • B29C31/041—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity using filling or dispensing heads placed in closed moulds or in contact with mould walls
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    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
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    • B29C45/0433—Injection moulding apparatus using movable moulds or mould halves mounted on a conveyor belt or chain
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    • B29C2045/238—Injection nozzles extending into the sprue channel or vice versa
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    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material

Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of elastomeric articles. It relates in particular to the molding of antivibration parts such as joints or abutments used in the ground connection of motor vehicles.
  • the manufacture of these items is relatively complex, long and expensive.
  • the green elastomeric material must be introduced into a mold cavity and remain there for a sufficient time under given temperature and pressure conditions in order to be vulcanized therein.
  • the vulcanization time is often several minutes during which the mold is immobilized in a press.
  • several articles are generally molded simultaneously in a mold comprising a corresponding number of molding cavities or "imprints", for example a dozen or even more.
  • the different cavities of the mold are then connected together and with the outside by a set of supply channels. Once vulcanized and extracted from the mold, the articles must be separated from the molded material by all the feed channels.
  • the mass of the cluster represents a large part of the injected material, this part generally increasing with the number of impressions of the mold, that is to say with the number of articles molded simultaneously. In some cases, the cluster can represent up to 50% of the amount of material injected.
  • the multiplication of the cavities also complicates the good filling of each cavity of the mold and the optimization of the control of the temperature of the elastomeric material in each cavity.
  • An object of the invention is to overcome some of the aforementioned disadvantages to reduce the industrial cost of such items.
  • the raw elastomeric mixture is injected into the molding cavity using mobile injection means relative to the mold.
  • the opening of the molding cavity is controlled by the relative movement of the injection means relative to the mold.
  • the closing of the molding cavity is also controlled by the relative movement of the injection means relative to the mold.
  • the amount of mixture injected into the molding cavity is controlled as a function of the mixing volume delivered by the injection means.
  • the mixture is injected into the molding cavity via a reduced section end nozzle so that the temperature of the injected mixture is greater than the temperature of the mixture before it passes through. through said nozzle.
  • thermal energy is supplied to the mold.
  • the molding cavity is partially defined by an insert placed in the mold before injection of the raw mixture, the insert being integrated into the molded article.
  • to form a given article is injected successively at least two different elastomeric mixtures in two different molding cavities.
  • a first cavity makes it possible to mold a first layer and then overmolding is carried out within a larger cavity in which the product of the first molding is placed.
  • the invention further relates to a device for molding elastomeric articles, the device comprising:
  • a mold comprising a molding cavity
  • a shutter of the molding cavity movable between an open position and a closed position
  • the shutter is configured to form in the closed position a substantially continuous portion of the surface of the molding cavity.
  • the injection means comprise a nozzle, the nozzle being movable relative to the mold between an injection position and a withdrawal position, the nozzle being configured to cooperate with the shutter to allow the injecting the raw mixture directly into the molding cavity when the shutter is in the open position and the nozzle is in the injection position.
  • a spring tends to hold the shutter in the closed position.
  • the shutter and the nozzle are configured so that the movement of the nozzle from its retracted position to its injection position acts against the spring to move the shutter to its open position.
  • the nozzle has a cylindrical outer surface cooperating with a cylindrical inner surface of corresponding section of the shutter.
  • the nozzle opens into the cavity in a direction substantially perpendicular to a generatrix of the outer surface of the nozzle.
  • the nozzle opens through an end nozzle of substantially reduced section relative to the section of the nozzle.
  • the device comprises several molds, a shutter being associated with each mold, the device further comprising means for circulating the molds for moving each mold successively between an injection station, a cooking station and a demoulding station.
  • FIG. 1 to 6 show schematically in section the device of the invention at different stages of the molding process.
  • FIG. 7 shows in the same view a particular case in which an insert is positioned in the mold before molding.
  • Figure 8 shows in perspective and in section an example of molding of an elastomeric piece.
  • FIG. 9 shows an example of carousel organization of the method according to the invention.
  • Figures 1 to 6 show schematically a preferred embodiment of the molding device and its use according to the method of the invention.
  • the device comprises at least one mold 2 which defines, when closed ( Figures 1 to 5), a mold cavity 3. Access to the cavity from outside the mold is controlled by a shutter 9
  • the shutter 9 is movable between a closed position (see Figure 1) and an open position (see Figure 2). To move from the closed position to the open position, the shutter advances into the molding cavity. When the shutter is in the closed position, it preferably constitutes a substantially continuous portion 91 of the surface 31 delimiting the molding cavity 3.
  • Injection means 4 can inject (see Figure 3 and 4) a raw elastomeric material 1 in the mold cavity.
  • said injection means comprise a volumetric type elastomer pump, that is to say capable of delivering a relatively precise quantity of material.
  • Injection means comprise a volumetric type elastomer pump, that is to say capable of delivering a relatively precise quantity of material.
  • the nozzle 4 are movable relative to the mold 3 (or vice versa) and comprise a nozzle 41 whose main function is to cooperate with the shutter to allow the connection and disconnection of the injection means to the mold cavity.
  • the nozzle also has the function of positively controlling the opening of the shutter during the approximation of the injection means and the mold (hereinafter to be called “Docking" this relative movement of the injection means and the mold during which the connection is established).
  • the figures show a preferred embodiment of this control function in which the shutter 9 is subjected to the action of a spring 5 which tends to maintain it in the closed position (that is to say in abutment in its housing 92 ), the nozzle coming, during docking, push the shutter to its open position against the spring.
  • the shutter has an outer surface 94, cylindrical and corresponding section to the section of a cylindrical passage 21 formed in the wall of the mold.
  • the shutter is guided in said passage practically without play (and therefore without leakage of molding material).
  • these two sections are round.
  • the shutter has a lateral opening 93 which opens into the cavity only when the shutter is pressed into the mold (that is to say when the shutter is in the open position as in Figure 2).
  • the nozzle 41 preferably has a cylindrical outer shape of round section adapted to slide inside the shutter 9.
  • the inner section of the shutter is preferably also cylindrical of round section so that their surfaces ( respectively 411 and 94) cooperate to guide docking with minimal clearance. A slight clearance between the nozzle and the shutter can further facilitate docking.
  • the nozzle 41 opens through an end nozzle 7 whose section is reduced (relative to the average inner section of the nozzle) to increase the shear and therefore the temperature of the nozzle. the injected material as it enters the molding cavity.
  • the ratio between Ia nozzle section and that of the nozzle is less than 1 in 10, or even 1 in 20.
  • the restriction created by the nozzle 7 may alternatively be created by a lateral opening 93 of the shutter reduced section.
  • Means 10 for controlling the temperature of the molding cavity for example electric resistors placed in the wall of the mold 2, allow to influence the temperature of the elastomeric material during molding.
  • the step illustrated in Figure 3 is the first step of the method.
  • the mold being closed, the injection means 4 are placed in communication with the molding cavity 3, the shutter 9 being in the open position.
  • the nozzle 41 is then in the injection position.
  • a controlled amount of elastomer is then injected into the cavity (see Figures 3 and 4).
  • the elastomer is delivered through the nozzle directly into the cavity, ie within the volume of the final article.
  • the control of the injected quantity is preferably based on the control of the injected volume, for example using an elastomer pump.
  • Applications EP 400 496 and EP 690 229 describe examples of elastomer pumps allowing precise control of the quantity of injected mixture. Control of the injected amount can also be based on the measurement of the pressure exerted in the cavity, on the shutter or in the nozzle.
  • the injection is interrupted, the shutter adopts its closed position (see Figure 5) and the injection means are disconnected from the cavity.
  • the nozzle 41 returns to its retracted position.
  • the temperature of the elastomer contained in the cavity is then controlled in order to achieve its vulcanization.
  • This temperature control may consist of a heat input by any known means (for example by induction or by means of resistors 10 placed in the walls of the mold) or in a simple steaming if the injection temperature is sufficient. The control of the temperature of the mixture can therefore be exercised directly or indirectly.
  • the mold 2 is independent of the injection means 4.
  • the elastomeric material contained in the nozzle between two injections is not subjected to vulcanization cycle of the mold, it remains in the "cold" zone.
  • the injection means can be used to feed one or more other molds during the vulcanization time of the elastomer in the first mold.
  • the shutter is preferably configured to allow direct communication of the injection means with the molding cavity.
  • the mold does not have an injection channel and therefore does not create a core or injection bundle that should then be eliminated.
  • the injection therefore takes place directly within the molding cavity 3 (ie within the volume of the article), without taking intermediate conduit linked to the mold and thus linked to the "hot" zone.
  • An advantageous characteristic of the process of the invention is that the vulcanization takes place while the cavity is hermetically closed. It is therefore possible to maintain a substantial pressure within the elastomer. This pressure may have been provided by the injection means but also be generated after the injection by the temperature increase of the material and / or by the specific effect of its crosslinking. It is thus possible to obtain high quality moldings (absence of filling defects, high homogeneity of the mechanical characteristics of the molded material, low dispersion from one article to another).
  • Figure 7 shows schematically the case where the article comprises an insert (here a binding frame 6), this insert being deposited in the mold before injection of the elastomeric material.
  • the insert can as here define in part the molding cavity but it can also be embedded in the molding.
  • Figure 8 shows in perspective and in axial section an embodiment of a mold according to the invention for the manufacture of telescopic shock absorber eye joints. It shows the central sleeve 6, the elastomeric sleeve filling the molding cavity 3, the shutter 9 in the closed position, its return spring 5 and the nozzle 41.
  • FIG 9 there is shown schematically a preferred embodiment of the device of the invention wherein it comprises a plurality of molds movable between several stations.
  • Circulation means here represented in the form of rails) allow the many molds to move from one station to another.
  • a station is recognized at an empty and closed mold, ready to receive the injection of elastomeric material.
  • One or more inserts may be placed in the mold at this stage if necessary.
  • the injection means When the injection is complete, that is to say that the molding cavity contains the desired amount of elastomeric material, the injection means are disconnected from the mold, the shutter returns to its closed position. The mold can then join a heating station C where a controlled amount of heat can be transmitted to it to allow its vulcanization.
  • the vulcanization then takes place along the path in an oven E (here in the form of a tunnel) in which the mold retains all or part of its temperature and its internal pressure.
  • an oven E here in the form of a tunnel
  • the mold retains all or part of its temperature and its internal pressure.
  • the empty mold can then be cleaned at the cleaning station G. It can also be diverted to a storage area and another mold (for example to mold another article reference) can come replace it on the carousel. Once arrived at station A, the mold can begin another molding cycle.
  • connection-injection-disconnection cycle For example, if we use a single injection station and the connection-injection-disconnection cycle lasts 30 seconds, we can fill a mold every 30 seconds and obtain a molded article every 30 seconds in the as each of the other positions is able to follow that pace. If the vulcanization of this article requires 5 minutes of steaming, it will be necessary to use an oven capable of containing a dozen molds. Similarly, if the heating means must act for 1 minute, two successive stations can be provided, each heating station acting in turn 30 seconds on the mold.
  • injection means are not necessarily of great power since they feed only one cavity.
  • the method and the device of the invention can be used to mold elastomeric articles of any kind and of any shape.
  • An interesting application relates to elastomers in the form of foam (for example rubber foam). The foaming can indeed take place during the injection at the end nozzle 7 and allow a homogeneous and rapid filling of the cavity.
  • the method of the invention is also advantageous for molding other kinds of elastomer-based materials, for example reinforced with fibers or mixed with resins or containing fillers, in order to give the molded materials mechanical characteristics covering a range of extremely wide.
  • the method of the invention can also be used to successively mold with common means, different articles according to different "recipes" (injected material, injected quantity, mold used, mold temperature, vulcanization time, etc ...) within the same production campaign.

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le moulage d'articles élastomériques, le dispositif comprenant : - un moule (2) comprenant une cavité de moulage (3), - des moyens d'injection (4) d'un matériau élastomérique cru (1) dans la cavité de moulage, - un obturateur (9) de la cavité de moulage, mobile entre une position ouverte et une position fermée, - des moyens de contrôle (10) de la température du mélange élastomérique contenu dans la cavité de moulage.

Description

Procédé et dispositif pour le moulage d'articles élastomέriques
[0001] La présente invention concerne la fabrication d'articles élastomériques. Elle concerne en particulier le moulage de pièces antivibratoires comme des articulations ou des butées utilisées dans la liaison au sol de véhicules automobiles.
[0002] La fabrication de ces articles est relativement complexe, longue et coûteuse. Au cours du moulage, le matériau élastomérique cru doit être introduit dans une cavité de moulage et y demeurer un temps suffisant dans des conditions de température et de pression données afin d'y être vulcanisé. Le temps de vulcanisation est souvent de plusieurs minutes pendant lesquelles le moule est immobilisé dans une presse. Afin d'optimiser la production d'une presse, on moule généralement simultanément plusieurs articles dans un moule comprenant un nombre correspondant de cavités de moulage ou « empreintes », par exemple une dizaine ou même plus. Les différentes cavités du moule sont alors reliées entre elles et avec l'extérieur par un ensemble de canaux d'alimentation. Une fois vulcanisés et extraits du moule, les articles doivent être séparés de la matière moulée par l'ensemble des canaux d'alimentation. Cette partie moulée, inutile dans l'article fini, est souvent appelée « grappe » du fait de sa forme. Ce travail de séparation est difficile à réaliser et laisse souvent des traces indésirables sur les articles finis. La masse de la grappe représente une part importante de la matière injectée, cette part croissant généralement avec le nombre d'empreintes du moule, c'est à dire avec le nombre d'articles moulés simultanément. Dans certain cas, la grappe peut représenter jusqu'à 50% de la quantité de matière injectée. La multiplication des empreintes complique également le bon remplissage de chaque cavité du moule et l'optimisation du contrôle de la température du matériau élastomérique dans chaque cavité. Ainsi, malgré tous les efforts mis en œuvre, la dispersion des caractéristiques mécaniques et physiques des articles moulés peut être inacceptable au point qu'un contrôle final doit être réalisé et qu'une part non négligeable de la production doit être parfois mise au rebut au terme de ce contrôle. On comprend que toutes ces difficultés et pertes de matière génèrent une part importante du coût de revient industriel. [0003] De plus, afin d'alimenter de telles presses en matériau élastomérique cru, on doit utiliser des moyens d'injection puissants capable d'injecter rapidement une grande quantité de matériau élastomérique cru sous une pression élevée. Ces moyens d'injection coûteux sont cependant grandement sous-employés car l'injection ne dure que quelques secondes alors que plusieurs minutes s'écoulent entre chaque injection.
[0004] Un objectif de l'invention est donc de pallier certains des inconvénients précités afin de réduire le coût de revient industriel de tels articles.
[0005] Cet objectif est atteint par un procédé de moulage d'articles élastomériques comprenant successivement les étapes consistant à :
- injecter une quantité contrôlée d'un mélange élastomérique cru directement au sein d'une cavité de moulage d'un moule,
- fermer la cavité de moulage du moule,
- soumettre le mélange élastomérique contenu dans la cavité de moulage à une température contrôlée,
- ouvrir le moule,
- extraire du moule l'article élastomérique moulé.
[0006] De préférence, on utilise un moule comportant une cavité de moulage unique destinée à mouler un article unique.
[0007] De préférence, on injecte le mélange élastomérique cru dans la cavité de moulage à l'aide de moyens d'injection mobiles par rapport au moule.
[0008] De préférence, l'ouverture de la cavité de moulage est commandée par le mouvement relatif des moyens d'injection par rapport au moule.
[0009] De préférence, la fermeture de la cavité de moulage est également commandée par le mouvement relatif des moyens d'injection par rapport au moule. [0010] De préférence, on contrôle la quantité de mélange injectée dans la cavité de moulage en fonction du volume de mélange délivré par les moyens d'injection.
[0011] De préférence, on injecte le mélange dans la cavité de moulage par l'intermédiaire d'un gicleur d'extrémité de section réduite de manière à ce que la température du mélange injecté soit supérieure à la température du mélange avant son passage à travers ledit gicleur.
[0012] De préférence, on apporte de l'énergie thermique au moule.
[0013] De préférence, la cavité de moulage est partiellement définie par un insert placé dans le moule avant l'injection du mélange cru, l'insert étant intégré à l'article moulé.
[0014] De préférence, on moule successivement des articles différents.
[0015] Selon un variante de l'invention, pour former un article donné, on injecte successivement au moins deux mélanges élastomériques différents dans deux cavités de moulage différentes. Une première cavité permet le moulage d'une première couche et on réalise ensuite un surmoulage au sein d'une cavité plus grande dans laquelle on place le produit du premier moulage.
[0016] L'invention concerne en outre un dispositif pour le moulage d'articles élastomériques, le dispositif comprenant :
un moule comprenant une cavité de moulage,
- des moyens d'injection d'un matériau élastomérique cru dans la cavité de moulage,
- un obturateur de la cavité de moulage, mobile entre une position ouverte et une position fermée,
des moyens de contrôle de la température du mélange élastomérique contenu dans la cavité de moulage. - A -
[0017] De préférence, l'obturateur est configuré de manière à constituer en position fermée une portion sensiblement continue de la surface de la cavité de moulage.
[0018] De préférence, les moyens d'injection comprennent une buse, la buse étant mobile par rapport au moule entre une position d'injection et une position de retrait, la buse étant configurée pour coopérer avec l'obturateur afin de permettre l'injection du mélange cru directement dans la cavité de moulage lorsque l'obturateur est en position ouverte et que la buse est en position d'injection.
[0019] De préférence, un ressort tend à maintenir l'obturateur en position fermée.
[0020] De préférence, l'obturateur et la buse sont configurés de manière à ce que le mouvement de la buse depuis sa position de retrait vers sa position d'injection agit à rencontre du ressort pour déplacer l'obturateur vers sa position ouverte.
[0021] De préférence, la buse a une surface extérieure cylindrique coopérant avec une surface intérieure cylindrique de section correspondante de l'obturateur.
[0022] De préférence, la buse débouche dans la cavité selon une direction sensiblement perpendiculaire à une génératrice de la surface extérieure de la buse.
[0023] De préférence, la buse débouche à travers un gicleur d'extrémité de section sensiblement réduite par rapport à la section de la buse.
[0024] De préférence, le dispositif comprend plusieurs moules, un obturateur étant associé de chaque moule, le dispositif comprenant en outre des moyens de circulation des moules permettant de déplacer chaque moule successivement entre un poste d'injection, un poste de cuisson et un poste de démoulage.
[0025] D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre des figures annexées à la présente demande parmi lesquelles :
- Les figures 1 à 6 montrent schématiquement en coupe le dispositif de l'invention à différents stades du procédé de moulage. - La figure 7 montre selon la même vue un cas particulier dans lequel un insert est positionné dans le moule avant le moulage.
La figure 8 montre en perspective et en coupe un exemple de moulage d'une pièce élastomérique.
- La figure 9 montre un exemple d'organisation en carrousel du procédé selon l'invention.
[0026] Les différentes figures reprennent de nombreux éléments identiques ou similaires, de sorte que leur description n'est pas systématiquement reprise à chaque figure.
[0027] Les figures 1 à 6 montrent schématiquement un mode de réalisation préféré du dispositif de moulage et son utilisation selon le procédé de l'invention.
[0028] Le dispositif comprend au moins un moule 2 qui définit, lorsqu'il est fermé (figures 1 à 5), une cavité de moulage 3. L'accès à la cavité depuis l'extérieur du moule est contrôlé par un obturateur 9. L'obturateur 9 est mobile entre une position fermée (voir figure 1) et une position ouverte (voir figure 2). Pour passer de la position fermée à la position ouverte, l'obturateur s'avance dans la cavité de moulage. Lorsque l'obturateur est en position fermée, il constitue de préférence une portion 91 sensiblement continue de la surface 31 délimitant la cavité de moulage 3.
[0029] Des moyens d'injection 4 permettent d'injecter (voir figure 3 et 4) un matériau élastomérique cru 1 dans la cavité de moulage. De préférence, lesdits moyens d'injection comprennent une pompe à élastomère de type volumétrique, c'est à dire capable de délivrer une quantité relativement précise de matière. Les moyens d'injection
4 sont mobiles par rapport au moule 3 (ou vice-versa) et comprennent une buse 41 dont la fonction principale est de coopérer avec l'obturateur pour permettre la connexion et la déconnexion des moyens d'injection à la cavité de moulage. De préférence, la buse a également pour fonction de commander positivement l'ouverture de l'obturateur au cours du rapprochement des moyens d'injection et du moule (convenons d'appeler par la suite « accostage » ce mouvement relatif des moyens d'injection et du moule au cours duquel la connexion est établie). Les figures montrent un mode de réalisation préféré de cette fonction de commande dans lequel l'obturateur 9 est soumis à l'action d'un ressort 5 qui tend à le maintenir en position fermée (c'est à dire en butée dans son boîtier 92), la buse venant, au cours de l'accostage, enfoncer l'obturateur vers sa position ouverte à l'encontre du ressort.
[0030] De préférence, l'obturateur comporte une surface extérieure 94, cylindrique et de section correspondante à la section d'un passage cylindrique 21 pratiqué dans la paroi du moule. Ainsi, l'obturateur est guidé dans ledit passage pratiquement sans jeu (et donc sans fuite de matière de moulage). De préférence, ces deux sections sont rondes.
[0031] L'obturateur comporte une ouverture latérale 93 qui ne débouche dans la cavité que lorsque l'obturateur est enfoncé dans le moule (c'est à dire lorsque l'obturateur est en position ouverte comme à la figure 2).
[0032] La buse 41 a de préférence une forme extérieure cylindrique de section ronde adaptée pour se glisser à l'intérieur de l'obturateur 9. La section intérieure de l'obturateur est de préférence également cylindrique de section ronde afin que leurs surfaces (respectivement 411 et 94) coopèrent pour guider l'accostage avec un jeu minimal. Une légère dépouille entre la buse et l'obturateur peut encore faciliter l'accostage.
[0033] Sur l'exemple des figures, c'est l'extrémité de la buse 41 qui vient prendre appui sur l'obturateur pour le pousser vers sa position ouverte (voir en particulier la figure 3). D'autres dispositions sont bien sûr envisageables.
[0034] Sur les figures 1 et 2, la buse 41 est représentée en position de retrait.
[0035] De préférence, la buse 41 débouche par l'intermédiaire d'un gicleur d'extrémité 7 dont la section est réduite (par rapport à la section intérieure moyenne de la buse) afin d'augmenter le cisaillement et donc la température de la matière injectée au moment où elle pénètre dans la cavité de moulage. Par exemple, dans le cas d'un matériau élastomérique sous forme de mousse, il peut être intéressant que le rapport entre Ia section du gicleur et celle de la buse soit inférieur à 1 sur 10, voire 1 sur 20. La restriction créée par le gicleur 7 peut alternativement être créée par une ouverture latérale 93 de l'obturateur de section réduite.
[0036] Des moyens de contrôle 10 de la température de la cavité de moulage, par exemple des résistances électriques placées dans la paroi du moule 2, permettent d'influencer la température du matériau élastomérique au cours du moulage.
[0037] En référence aux figures 3 à 6, on va maintenant décrire un mode de réalisation préféré du procédé de moulage d'articles élastomériques selon l'invention.
[0038] Le procédé selon l'invention étant destiné à être reproduit sensiblement en continu, considérons pour cette description que l'étape illustrée à la figure 3 est la première étape du procédé. Lors de cette étape, le moule étant fermé, les moyens d'injection 4 sont mis en communication avec la cavité de moulage 3, l'obturateur 9 étant en position ouverte. La buse 41 se trouve alors en position d'injection. Une quantité contrôlée d'élastomère est ensuite injectée dans la cavité (voir figures 3 et 4). L'élastomère est délivré par la buse directement au sein de la cavité, c'est à dire au sein du volume de l'article final.
[0039] Le contrôle de la quantité injectée est de préférence basé sur le contrôle du volume injecté, par exemple à l'aide d'une pompe à élastomère. Les demandes EP 400 496 et EP 690 229 décrivent des exemples de pompes à élastomère permettant un contrôle précis de la quantité de mélange injectée. Le contrôle de la quantité injectée peut également être basé sur la mesure de la pression s 'exerçant dans la cavité, sur l'obturateur ou dans la buse.
[0040] Lorsque la quantité voulue d'élastomère a été introduite dans la cavité, l'injection est interrompue, l'obturateur adopte sa position fermée (voir figure 5) et les moyens d'injection sont déconnectés de la cavité. La buse 41 retrouve sa position de retrait. La température de l'élastomère contenu dans la cavité est alors contrôlée afin de réaliser sa vulcanisation. Ce contrôle de la température peut consister en un apport de chaleur par tout moyen connu (par exemple par induction ou à l'aide de résistances électriques 10 placées dans les parois du moule) ou en un simple étuvage si la température d'injection est suffisante. Le contrôle de la température du mélange peut donc s'exercer directement ou indirectement.
[0041] Au cours de cette étape de vulcanisation, le moule 2 est donc indépendant des moyens d'injection 4. ainsi, le matériau élastomérique contenu dans la buse entre deux injections n'est pas soumis au cycle de vulcanisation du moule, il demeure en zone « froide ». On comprend en outre que les moyens d'injection peuvent servir à alimenter un ou plusieurs autres moules pendant la durée de vulcanisation de l'élastomère dans le premier moule.
[0042] Enfin, lorsque la vulcanisation est suffisamment avancée, le moule est ouvert puis l'article moulé est extrait du moule (voir figure 6). Le procédé peut alors être répété pour mouler un nouvel article.
[0043] Comme on peut le voir sur ces dessins de principe, l'obturateur est de préférence configuré de manière à permettre la communication directe des moyens d'injection avec la cavité de moulage. Le moule ne comporte pas de canal d'injection et on ne crée donc pas de carotte ou de grappe d'injection qu'il faudrait ensuite éliminer. L'injection a donc lieu directement au sein de la cavité de moulage 3 (c'est à dire au sein du volume de l'article), sans emprunter de conduit intermédiaire lié au moule et donc lié à la zone « chaude ».
[0044] Une caractéristique avantageuse du procédé de l'invention est que la vulcanisation a lieu alors que la cavité est hermétiquement close. On peut donc maintenir une pression substantielle au sein de l'élastomère. Cette pression peut avoir été apportée par les moyens d'injection mais aussi être générée après l'injection par l'augmentation de température du matériau et/ou par l'effet propre de sa réticulation. On peut ainsi obtenir des moulages de grande qualité (absence de défauts de remplissage, grande homogénéité des caractéristiques mécaniques du matériau moulé, faible dispersion d'un article à l'autre). [0045] La figure 7 montre schématiquement le cas ou l'article comprend un insert (ici une armature de liaison 6), cet insert étant déposé dans le moule avant l'injection du matériau élastomérique. L'insert peut comme ici définir en partie la cavité de moulage mais il peut aussi être noyé dans le moulage.
[0046] La figure 8 montre en perspective et en coupe axiale un exemple de réalisation d'un moule selon l'invention destiné à la fabrication d'articulations d'oeils d'amortisseur télescopique. On y voit bien la douille centrale 6, le manchon élastomérique remplissant la cavité de moulage 3, l'obturateur 9 en position fermée, son ressort de rappel 5 et la buse 41.
[0047] A la figure 9, on a représenté schématiquement un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention dans lequel il comprend plusieurs moules mobiles entre plusieurs postes. Des moyens de circulation (représentés ici sous la forme de rails) permettent aux nombreux moules de se déplacer d'un poste à l'autre.
[0048] On reconnaît au poste A un moule vide et fermé, prêt à recevoir l'injection de matériau élastomérique. Un ou plusieurs inserts peuvent être placés dans le moule à ce stade si nécessaire.
[0049] Lorsque le moule parvient au poste d'injection B, les moyens d'injection 4 sont connectés à la cavité de moulage, l'obturateur 9 étant en position ouverte. L'injection se déroule comme décrit plus haut en référence à la figure 4.
[0050] Lorsque l'injection est terminée, c'est à dire que la cavité de moulage contient la quantité voulue de matériau élastomérique, les moyens d'injection sont déconnectés du moule, l'obturateur retrouve sa position fermée. Le moule peut alors rejoindre un poste de chauffage C où une quantité de chaleur contrôlée peut lui être transmise afin de permettre sa vulcanisation.
[0051] La vulcanisation se déroule ensuite le long du parcours dans une étuve E (ici sous la forme d'un tunnel) dans laquelle le moule conserve tout ou partie de sa température et de sa pression interne. [0052] Une fois que l'article est suffisamment vulcanisé pour pouvoir être démoulé, le moule parvient à un poste de démoulage F où le moule est ouvert et l'article extrait de sa cavité.
[0053] Le moule vide peut alors faire l'objet d'un nettoyage au poste de nettoyage G. II peut aussi être dévié vers une zone de stockage et un autre moule (par exemple destiné à mouler une autre référence d'article) peut venir le remplacer sur le carrousel. Une fois parvenu au poste A, le moule peut entamer un autre cycle de moulage.
[0054] On comprend qu'une telle installation permet d'optimiser le taux d'utilisation des différents moyens en faisant varier les paramètres que sont le nombre de postes dédiés à chaque opération, la longueur du parcours en étuve, la quantité d'énergie thermique apportée au moule et la vitesse de déplacement des moules.
[0055] Par exemple, si l'on utilise un seul poste d'injection et que le cycle connexion- injection-déconnexion dure 30 secondes, on peut remplir un moule toute les 30 secondes et obtenir un article moulé toutes les 30 secondes dans la mesure où chacun des autres postes est capable de suivre cette cadence. Si la vulcanisation de cet article nécessite 5 minutes d'étuvage, on devra donc utiliser une étuve capable de contenir une dizaine de moules. De même, Si les moyens de chauffage doivent agir pendant 1 minutes, on peut prévoir deux postes successifs, chaque poste de chauffage agissant à son tour 30 secondes sur le moule.
[0056] On voit bien qu'en raisonnant de cette manière pour toutes les opérations (démoulage, nettoyage, stockage, introduction d'inserts, etc .), on peut tendre vers une utilisation de chaque élément du dispositif à 100% de ses possibilités.
[0057] On voit également que les moyens d'injection ne sont pas nécessairement d'une grande puissance puisqu'ils n'alimentent qu'une seule cavité.
[0058] On voit en outre qu'il n'y pas de perte matière, pas de grappe à supprimer et une dispersion potentiellement réduite puisque chaque article produit subit les mêmes opérations dans des conditions très similaires. [0059] Le procédé et le dispositif de l'invention peuvent permettre de mouler des articles en élastomère de toute nature et de toute forme. Une application intéressante concerne les élastomères sous forme de mousse (par exemple la mousse de caoutchouc). Le moussage peut en effet avoir lieu au cours de l'injection au niveau du gicleur d'extrémité 7 et permettre un remplissage homogène et rapide de la cavité. Le procédé de l'invention est également avantageux pour mouler d'autres sortes de matériaux à base d' élastomère, par exemple renforcés par de fibres ou mélangés à des résines ou contenant des charges afin de conférer aux matériaux moulés des caractéristiques mécaniques couvrant une gamme extrêmement large.
[0060] On comprend aussi que le procédé de l'invention peut également permettre de mouler successivement avec des moyens communs, différents articles selon des « recettes » différentes (matériau injecté, quantité injectée, moule utilisé, température du moule, durée de vulcanisation, etc...) au sein d'une même campagne de fabrication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de moulage d'articles élastomériques comprenant successivement les étapes consistant à : - injecter une quantité contrôlée d'un mélange élastomérique cru (1) directement au sein d'une cavité de moulage (3) d'un moule (2),
- fermer la cavité de moulage du moule,
- soumettre le mélange élastomérique contenu dans la cavité de moulage à une température contrôlée (10), - ouvrir le moule,
- extraire du moule l'article élastomérique moulé.
2. Procédé de moulage selon la revendication 1 dans lequel on utilise un moule comportant une cavité de moulage (3) unique destinée à mouler un article unique.
3. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes dans lequel on injecte le mélange élastomérique cru (1) dans la cavité de moulage (3) à l'aide de moyens d'injection (4) mobiles par rapport au moule (2).
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel l'ouverture de la cavité de moulage est commandée par le mouvement relatif des moyens d'injection par rapport au moule.
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel la fermeture de la cavité de moulage est également commandée par le mouvement relatif des moyens d'injection par rapport au moule.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on contrôle la quantité de mélange injectée dans la cavité de moulage en fonction du volume de mélange délivré par les moyens d'injection.
7. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes dans lequel on injecte le mélange dans la cavité de moulage par l'intermédiaire d'un gicleur d'extrémité (7) de section réduite de manière à ce que la température du mélange injecté soit supérieure à la température du mélange avant son passage à travers ledit gicleur.
8. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes dans lequel on apporte de l'énergie thermique au moule.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la cavité de moulage est partiellement définie par un insert placé dans le moule avant l'injection du mélange cru, l'insert étant intégré à l'article moulé.
10. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes dans lequel on moule successivement des articles différents.
11. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes dans lequel, pour former un article donné, on injecte successivement au moins deux mélanges élastomériques différents dans deux cavités de moulage différentes.
12. Dispositif pour le moulage d'articles élastomériques comprenant :
- un moule (2) comprenant une cavité de moulage (3),
- des moyens d'injection (4) d'un matériau élastomérique cru (1) dans la cavité de moulage, - un obturateur (9) de la cavité de moulage, mobile entre une position ouverte et une position fermée,
- des moyens de contrôle (10) de la température du mélange élastomérique contenu dans la cavité de moulage.
13. Dispositif selon la revendication 12 dans lequel l'obturateur est configuré de manière à constituer en position fermée une portion (91) sensiblement continue de la surface de la cavité de moulage (3).
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13 dans lequel les moyens d'injection (4) comprennent une buse (41), la buse étant mobile par rapport au moule entre une position d'injection et une position de retrait, la buse étant configurée pour coopérer avec l'obturateur (9) afin de permettre l'injection du mélange cru directement dans la cavité de moulage lorsque l'obturateur est en position ouverte et que la buse est en position d'injection.
15. Dispositif selon la revendication 14 dans lequel un ressort (5) tend à maintenir l'obturateur (9) en position fermée.
16. Dispositif selon la revendication 15 dans lequel l'obturateur et la buse sont configurés de manière à ce que le mouvement de la buse depuis sa position de retrait vers sa position d'injection agit à rencontre du ressort pour déplacer l'obturateur vers sa position ouverte.
17. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 16 dans lequel la buse a une surface extérieure (411) cylindrique coopérant avec une surface intérieure (94) cylindrique de section correspondante de l'obturateur (9).
18. Dispositif selon la revendication 17 dans lequel la buse débouche dans la cavité selon une direction sensiblement perpendiculaire à une génératrice de la surface extérieure (411) de la buse.
19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 18 dans lequel la buse débouche à travers un gicleur d'extrémité (7) de section sensiblement réduite par rapport à la section de la buse.
20. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 12 à 19 comprenant plusieurs moules, un obturateur étant associé de chaque moule, le dispositif comprenant en outre des moyens de circulation des moules permettant de déplacer chaque moule successivement entre un poste d'injection, un poste de cuisson et un poste de démoulage.
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