FR2624783A1

FR2624783A1 - Moulding device for producing radial cuts in sealing rings

Info

Publication number: FR2624783A1
Application number: FR8717823A
Authority: FR
Inventors: Joel Bourg
Original assignee: Procal SA
Current assignee: Procal SA
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-06-23
Anticipated expiration: 2007-12-21
Also published as: FR2624783B1

Abstract

The invention relates to a moulding device for producing radial cuts in sealing rings. It consists of three concentric elements 10, 11, 12, which can be fitted together and separated, defining between them an annular inner cavity 27, namely a base plate 10, the inner wall 13, 14 of which defines a bottom wall of the said cavity, a central core 11 fitted into the said base plate and whose outer surface 17 defines an inner cylindrical wall of the said cavity, and a casing 12, one inner wall 21 of which produces an outer cylindrical bearing surface for the cavity, the said casing having an open face 19 for injection of a resin.

Description

La présente invention est relative à un dispositif de moulage pour -la réalisation de coupes radiales de bagues d'étanchéité, en particulier de bagues d'étanchéité radiales à lèvres, c'est-à-dire du type comportant une armature de section sensiblement en forme de L, le cas échéant munie d'un revêtement, notamment en élastomère, dont une branche définit la portée extérieure de la bague, et dont l'autre branche est munie à son extrémité d'au moins une lèvre a 1étanchéité destinée à venir au contact d'un arbre tournant, la portée extérieure de la bague étant alors emmanchée dans un alésage du logement dudit arbre. The present invention relates to a molding device for the production of radial cuts of sealing rings, in particular of radial sealing rings with lips, that is to say of the type having a section reinforcement substantially in L-shaped, if necessary provided with a coating, in particular made of elastomer, one branch of which defines the outer bearing surface of the ring, and the other branch of which is provided at its end with at least one lip having a seal intended to come in contact with a rotating shaft, the outer surface of the ring then being fitted into a bore in the housing of said shaft.

Le contrôle de la géométrie de telles bagues d'étanchéité s'effectue, outre par les techniques de métrologie traditionnelles, la plupart du temps par ltexamen au projecteur de profil d'une coupe radiale de la bague. La section agrandie 10 ou 20 fois est alors comparée à un plan de référence tracé à la même échelle en vue de repérer les éventuels défauts de fabrication. The geometry of such sealing rings is checked, in addition to traditional metrology techniques, most of the time by examining a radial section of the ring using a profile projector. The section enlarged 10 or 20 times is then compared to a reference plane drawn on the same scale in order to identify any manufacturing defects.

De manière habituelle, pour obtenir une coupe radiale d'une bague d'étanchéité, on enrobe celle-ci dans une résine à très faible retrait puis on sectionne et on polit la bague et l'enrobage de résine, après durcissement, selon un plan diamétral de la bague. Usually, to obtain a radial cut of a sealing ring, it is coated with a resin with very low shrinkage, then the ring and the resin coating are cut and polished, after hardening, in a plane diametral of the ring.

Pour éviter toute déformation de la bague à observer pendant la découpe et l'examen ultérieur, le moulage s'effectue habituellement comme décrit dans la norme DIN 3761 partie 21 en plaçant dans un moule la bague montée au préalable sur un mandrin métallique comportant deux portées cylindriques concentriques, l'une au diamètre nominal de l'arbre sur lequel doit être montée la bague, l'autre au diamètre nominal de l'alésage dans lequel doit être montée la bague. To avoid any deformation of the ring to be observed during cutting and subsequent examination, molding is usually carried out as described in standard DIN 3761 part 21 by placing in a mold the ring previously mounted on a metal mandrel having two bearing surfaces concentric cylindrical, one with the nominal diameter of the shaft on which the ring must be mounted, the other with the nominal diameter of the bore in which the ring must be mounted.

Une fois le moulage réalisé, on sectionne selon un plan diamétral de la bague, en plus de la bague elle-même et de l'enrobage de résine, le mandrin métallique, généralement en un alliage d'aluminium. Once the molding has been carried out, the metal mandrel, generally made of an aluminum alloy, is cut along a diametral plane of the ring, in addition to the ring itself and the resin coating.

Cette technique, bien que couramment utilisée, présente l'inconvénient d'une part d'utiliser une quantité importante de résine correspondant au volume interne du moule, généralement parallélépipèdique, recevant l'ensemble de la bague et du mandrin métallique, et d'autre part de nécessiter un temps de coupe et de polissage ultérieur important du fait de la nécessité de sectionner, comme mentionné ci-dessus, le mandrin sur lequel est mise en place la bague pendant l'opération de moulage. This technique, although commonly used, has the drawback on the one hand of using a large quantity of resin corresponding to the internal volume of the mold, generally parallelepiped, receiving the assembly of the ring and the metal mandrel, and on the other hand apart from requiring a significant subsequent cutting and polishing time due to the need to cut, as mentioned above, the mandrel on which the ring is placed during the molding operation.

En outre, cette technique de moulage n'est pas satisfaisante dans le cas de bagues d'étanchéité dont la lèvre d'étanchéité est munie, au voisinage de son arête, de stries d'orientation destinées à réaliser un effet de pompage hydrodynamique. In addition, this molding technique is not satisfactory in the case of sealing rings, the sealing lip of which is provided, in the vicinity of its edge, with orientation grooves intended to achieve a hydrodynamic pumping effect.

Ces stries définissent au contact de la portée cylindrique du mandrin, au diamètre de l'arbre, des petites cavités dans lesquelles la résine pénètre difficilement au cours de l'opération de moulage. These striations define in contact with the cylindrical bearing surface of the mandrel, at the diameter of the shaft, small cavities into which the resin penetrates with difficulty during the molding operation.

Enfin; la technique antérieure est coûteuse du fait de la nécessité de sectionner à chaque fois le mandrin qui n'est donc pas réutilisable. Il est donc nécessaire d'utiliser un mandrin relativement onéreux pour chaque coupe radiale réalisée. Finally; the prior art is expensive because of the need to cut the mandrel each time, which is therefore not reusable. It is therefore necessary to use a relatively expensive mandrel for each radial cut made.

La présente invention se propose de réaliser un dispositif de moulage, simple et économique, permettant d'éviter notamment les inconvénients mentionnés ci-dessus de la technique antérieure. The present invention proposes to produce a molding device, simple and economical, making it possible in particular to avoid the drawbacks mentioned above of the prior art.

Le dispositif de moulage selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il est constitué de trois éléments concentriques emboîtables et séparables définissant entre eux une cavité intérieure annulaire, à savoir une plaque de fond, de préférence sensiblement en forme de disque circulaire, dont la paroi intérieure définit une paroi de fond de ladite cavité, un noyau central embolté dans ladite plaque de fond, de préférence de forme sensiblement cylindrique, dont la surface extérieure définit une paroi cylindrique intérieure de ladite cavité, et une carcasse, de préférence de forme sensiblement annulaire et de section en U, dont une paroi intérieure réalise une portée cylindrique extérieure de la cavité, ladite carcasse présentant une face ouverte, de préférence plane, pour l'introduction de la résine. The molding device according to the invention is essentially characterized by the fact that it consists of three concentric nestable and separable elements defining between them an annular interior cavity, namely a bottom plate, preferably substantially in the form of a circular disc, whose inner wall defines a bottom wall of said cavity, a central core embedded in said bottom plate, preferably of substantially cylindrical shape, whose outer surface defines an inner cylindrical wall of said cavity, and a carcass, preferably of substantially annular shape and U-shaped section, an inner wall provides an outer cylindrical surface of the cavity, said carcass having an open face, preferably planar, for the introduction of the resin.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, en particulier dans le cas de bagues dont la lèvre d'étanchéité est munie de stries d'orientation, le noyau est monté rotatif dans la plaque de fond et comporte une surface plane en regard de la face ouverte de la carcasse, l'inclinaison de la face plane du noyau, par rapport à la face plane ouverte de la carcasse étant modifiable par rotation du noyau sur la plaque de fond de préférence entre deux positions d'extrémité matérialisées par des repères susceptibles d'être alignés sur des surfaces frontales de la carcasse et du noyau. In a particularly advantageous embodiment of the invention, in particular in the case of rings whose sealing lip is provided with orientation ridges, the core is rotatably mounted in the bottom plate and has a planar facing surface of the open face of the carcass, the inclination of the flat face of the core, relative to the open flat face of the carcass being modifiable by rotation of the core on the bottom plate preferably between two end positions materialized by marks likely to be aligned on front surfaces of the carcass and the core.

La carcasse comporte également avantageusement, une face plane parallèle à la face plane ouverte d'introduction de la résine. The carcass also advantageously comprises a flat face parallel to the open flat face for introducing the resin.

Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple nullement limitatif, un mode de réalisation et son fonctionnement en se référant au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 illustre une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue par un procédé traditionnel,
- la figure 2 est une vue en élévation frontale du dispositif selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2 avec une bague mise en place dans la cavité de moulage, et
- la figure 4 est une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue selon l'invention par mise en oeuvre du dispositif des figures 2 et 3.In order to better understand the invention, we will now describe, by way of nonlimiting example, an embodiment and its operation with reference to the accompanying drawing in which
FIG. 1 illustrates a radial section of a sealing ring obtained by a traditional method,
FIG. 2 is a front elevation view of the device according to the invention,
FIG. 3 is a sectional view along III-III of FIG. 2 with a ring placed in the molding cavity, and
FIG. 4 is a radial section of a sealing ring obtained according to the invention by using the device in FIGS. 2 and 3.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui illustre une coupe radiale de bague d'étanchéité obtenue par un procédé de moulage mis en oeuvre selon la norme DIN 3761 partie 21. First of all, reference is made to FIG. 1 which illustrates a radial section of the sealing ring obtained by a molding process implemented according to standard DIN 3761 part 21.

La bague d'étanchéité, illustrée, dont on a réalisé une coupe radiale, comporte une armature métallique présentant une section en forme de
L dont une branche 1 revêtue d'un matériau élastomère constitue la portée de diamètre extérieur de la bague, et dont l'autre branche 2, également munie d'un revêtement en élastomère, présente à son extrémité une lèvre d'étanchéité 3 repoussée radialement vers l'intérieur par un ressort 4.The sealing ring, illustrated, of which a radial section has been made, comprises a metal frame having a section in the form of
L, one branch 1 coated with an elastomeric material constitutes the outer diameter range of the ring, and the other branch 2 of which, also provided with an elastomer coating, has at its end a sealing lip 3 repelled radially inward by a spring 4.

Pour le moulage la bague est mise en place sur un mandrin annulaire comportant une portée cylindrique 5 dont le diamètre correspond au diamètre de l'arbre sur lequel doit être montée la bague et une portée cylindrique 6 dont le diamètre correspond au diamètre de l'alésage dans lequel doit être montée la bague, les portées 5 et 6 constituant des portées d'appui pour la lèvre d'étanchéité 3 et respectivement la portée extérieure 1 de la bague. Le mandrin comporte également une portée de base 7 servant à l'appui de la branche 2 de la bague, cette portée étant pourvue d'orifices 8 pour l'introduction de la résine de moulage. For molding the ring is placed on an annular mandrel having a cylindrical seat 5 whose diameter corresponds to the diameter of the shaft on which the ring is to be mounted and a cylindrical seat 6 whose diameter corresponds to the diameter of the bore in which the ring must be mounted, the bearing surfaces 5 and 6 constituting bearing surfaces for the sealing lip 3 and respectively the outer bearing surface 1 of the ring. The mandrel also has a base bearing 7 serving to support the branch 2 of the ring, this bearing being provided with orifices 8 for the introduction of the molding resin.

Le moulage s'effectue dans un moule parallélépipèdique, non représenté, de manière à enrober d'un bloc de résine 9 le mandrin et la bague. The molding is carried out in a parallelepiped mold, not shown, so as to coat with a block of resin 9 the mandrel and the ring.

Après durcissement de la résine, on sectionne le bloc selon un plan diamétral de la bague de manière à couper la résine, le mandrin et la bague, et, après polissage, on obtient la coupe radiale d'aspect traditionnel illustrée à la figure 1. After hardening of the resin, the block is sectioned along a diametral plane of the ring so as to cut the resin, the mandrel and the ring, and, after polishing, the radial cut of traditional appearance illustrated in FIG. 1 is obtained.

On se réfère maintenant aux figures 2 et 3 qui illustrent un dispositif de moulage selon l'invention. We now refer to Figures 2 and 3 which illustrate a molding device according to the invention.

Celui-ci se compose de trois éléments cylindriques emboîtables et séparables, à savoir une plaque de fond 10, un noyau central 11 et une carcasse 12. This consists of three nestable and separable cylindrical elements, namely a bottom plate 10, a central core 11 and a carcass 12.

Dans l'exemple illustré, la plaque de fond 10 présente la forme d'un disque circulaire dont la face intérieure présente une portée d'appui 13 pour le noyau-11, réunie par un décrochement à une portée 14 d'appui pour la branche 2 de la bague. La plaque de fond 10 comporte en outre un évidement central 15 pour la réception d'une partie cylindrique 16 en saillie du noyau 11 permettant un positionnement du noyau 11 par rapport à la plaque de fond 10 et un mouvement de rotation du noyau par rapport à cette plaque de fond. In the example illustrated, the bottom plate 10 has the shape of a circular disc whose inner face has a bearing surface 13 for the core-11, joined by a recess to a bearing surface 14 for the branch 2 of the ring. The bottom plate 10 further comprises a central recess 15 for receiving a cylindrical portion 16 projecting from the core 11 allowing positioning of the core 11 relative to the bottom plate 10 and a rotational movement of the core relative to this bottom plate.

Le noyau 11, de forme cylindrique, présente une portée cylindrique 17, au diamètre de l'arbre sur lequel doit être montée la bague et servant d'appui à la lèvre d'étanchéité 3 de la bague lorsque celle-ci est mise en place dans le dispositif de moulage, comme illustré à la figure 3. Comme on le voit sur la figure 2, le noyau Il comporte en outre une face plane 18. The core 11, of cylindrical shape, has a cylindrical bearing surface 17, the diameter of the shaft on which the ring is to be mounted and serving to support the sealing lip 3 of the ring when the latter is put in place in the molding device, as illustrated in FIG. 3. As can be seen in FIG. 2, the core II also has a planar face 18.

Comme on le voit également sur la figure 2, la carcasse 12 présente une face plane 19 et une face plane 20. Comme on le voit sur la figure 3, la carcasse 12 présente en section sensiblement la forme d'un t définissant une portée cylindrique intérieure 21 au diamètre de l'alésage dans lequel doit être mise en place la bague et contre laquelle vient en appui la branche 1 de la bague et une portée intérieure plane 22 en appui contre une face extérieure frontale plane 23 du noyau 11. As can also be seen in FIG. 2, the carcass 12 has a flat face 19 and a flat face 20. As can be seen in FIG. 3, the carcass 12 has in section substantially the shape of a t defining a cylindrical bearing inside 21 at the diameter of the bore in which the ring is to be put in place and against which abuts the branch 1 of the ring and a planar inner surface 22 bearing against a planar front external face 23 of the core 11.

La carcasse 12 présente en regard de la face 23 du noyau un évidement central 24. The carcass 12 has, opposite the face 23 of the core, a central recess 24.

Comme on le voit sur la figure 2, la face frontale 23 du noyau présente en regard de l'évidement 24, un repère tel qu'une flèche 25, et la face frontale 26 de la carcasse présente deux repères sous forme de flèches désignées par G et D, ces flèches servant de repères d'orientation du noyau, comme cela sera expliqué plus loin. As can be seen in FIG. 2, the front face 23 of the core has, opposite the recess 24, a mark such as an arrow 25, and the front face 26 of the carcass has two marks in the form of arrows designated by G and D, these arrows serving as orientation markers for the nucleus, as will be explained below.

Comme on le voit sur la figure 3, les éléments du dispositif selon l'invention définissent une cavité intérieure de moulage sensiblement annulaire 27 dans laquelle est mise en place la bague. As can be seen in FIG. 3, the elements of the device according to the invention define an interior substantially annular molding cavity 27 in which the ring is placed.

Pour réaliser le moulage, on positionne d'abord le noyau 11 sur la plaque de fond 10, on met en place la bague en appui sur les portées 14 et 17 et on met ensuite en place la carcasse 12. On peut alors introduire de la résine à l'aplomb de la face plane ouverte 19 de la carcasse, comme schématisé par la flèche en grisé sur la figure 2. To carry out the molding, the core 11 is first positioned on the bottom plate 10, the ring is placed in abutment on the bearing surfaces 14 and 17 and the carcass 12 is then put in place. resin plumb with the open flat face 19 of the carcass, as shown schematically by the shaded arrow in FIG. 2.

Dans le cas de bagues dont la lèvre d'étanchéité présente au voisinage de son arête des stries d'orientation et selon que ces stries soient orientées à gauche ou à droite, on aligne de manière correspondante la flèche 25 et l'une des deux flèches G et D, de façon à orienter de manière correspondante la face plane 18 du noyau par rapport à la face plane 19 de la carcasse, ce qui permet, au cours de l'introduction de la résine, schématisé par la flèche en grisé, un échappement simultané de l'air, schématisé par la flèche blanche, empêchant la formation de poches d'air entre la bague et le noyau. In the case of rings whose sealing lip has orientation streaks in the vicinity of its edge and depending on whether these streaks are oriented to the left or to the right, the arrow 25 and one of the two arrows are aligned in a corresponding manner G and D, so as to orient the flat face 18 of the core correspondingly to the flat face 19 of the carcass, which allows, during the introduction of the resin, shown diagrammatically by the gray arrow, a simultaneous exhaust of air, shown diagrammatically by the white arrow, preventing the formation of air pockets between the ring and the core.

Après durcissement de la résine, on démonte les trois éléments constitutifs du dispositif de moulage et on sectionne l'enrobage de résine dont la forme correspond à la cavité 27 du dispositif de moulage et la bague, de sorte qu'après polissage on obtient une coupe radiale telle qu'illustrée à la figure 4. After the resin has hardened, the three constituent elements of the molding device are dismantled and the resin coating is cut, the shape of which corresponds to the cavity 27 of the molding device and the ring, so that after polishing, a cut is obtained. radial as shown in Figure 4.

On comprend en comparant les figures 1 et 4 que, grâce à la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, on utilise une quantité beaucoup plus faible de résine et l'on met en oeuvre un temps de sectionnement bien inférieur du fait qu'il n'est plus nécessaire de couper un mandrin de support de la bague. It will be understood by comparing FIGS. 1 and 4 that, thanks to the use of the device according to the invention, a much smaller amount of resin is used and a much lower sectioning time is used because it is no longer necessary to cut a ring support mandrel.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it can be brought to many variations and modifications without departing from its scope or nor of his mind.

Claims

1. Molding device for making radial cuts of sealing rings, characterized in that it consists of three concentric elements (10,11,12), nestable and separable, defining between them an annular interior cavity ( 27), namely a bottom plate (10) whose inner wall (13,14) defines a bottom wall of said cavity, a central core (11) embedded in said bottom plate and whose outer surface (17) defines an inner cylindrical wall of said cavity, and a carcass (12), an inner wall (21) of which carries an outer cylindrical bearing surface of the cavity, said carcass having an open face (19) for the introduction of a resin.

2. Device according to claim 1, characterized in that the open face (19) of the carcass (12) is planar.

3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the core (11) is rotatably mounted in the bottom plate (10).

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the core has a flat surface (18) facing the open face of the carcass.

5. Device according to any one of claims 3 and 4, characterized in that it comprises pins (25; G, D) capable of being aligned on front surfaces (26; 23) of the carcass (12 ) -and respectively of the nucleus (11).

6. Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the carcass (12) has a flat face (20) parallel to the flat face (19) for introducing the resin.

7. Radial section of sealing ring, characterized in that it is obtained by using the device according to any one of the preceding claims and does not have an inner core.