FR2877258A1 - Dispositif de fabrication par moulage d'une enveloppe a soufflets comprenant des moyens de maintien d'un noyau devissable et procede correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif pour la fabrication par moulage d'une enveloppe (3) présentant au moins un soufflet hélicoïdal, du type comprenant un moule (2) constitué d'empreintes et au moins un noyau (1) présentant chacun un filetage hélicoïdal complémentaire l'un de l'autre en vue de délimiter un espace de moulage, ledit dispositif comprenant des moyens permettant d'entraîner un dévissage relatif de ladite enveloppe (3) et dudit noyau (1) pour procéder au démoulage de ladite enveloppe,caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien (51), (6) de chacune des extrémités dudit noyau (1) pendant le moulage, ledit noyau (1) présentant un angle d'hélice inférieur à environ 15°.

Description

Dispositif de fabrication par moulage d'une enveloppe à soufflets

comprenant des moyens de maintien d'un noyau dévissable et procédé correspondant.

Le domaine de l'invention est celui des techniques de moulage d'objets creux. Plus précisément, l'invention concerne le moulage d'enveloppe à soufflets hélicoïdaux.

De telles pièces à soufflets sont utilisées dans différentes applications, ces pièces pouvant notamment être mise en oeuvre en tant qu'élément de protection de dispositif d'accouplement extensible ou flexible, en tant que gaine flexible pour protéger des câbles (ou autre) ou encore en tant qu'enveloppe contenant un liquide.

Classiquement, les soufflets de ces enveloppes comportent des spires qui s'étendent radialement, autorisant des déplacements radiaux, axiaux et angulaires du dispositif protégé.

Afin d'améliorer les performances de ces soufflets, et notamment leur durée de vie, ils sont fabriqués en élastomère thermoplastiqùe. Ce type de matériau permet de plus d'obtenir des temps de cycle de production faibles et donc un coût modéré. Cependant on ne peut démouler en force les soufflets constitués de tels matériaux sans les détériorer. C'est pourquoi les enveloppes à soufflets sont généralement réalisées par un procédé d'extrusion soufflage ou d'injection soufflage où il n'y a pas de problème de démoulage. Ces procédés s'avèrent coûteux et ne permettent pas d'obtenir une qualité de production satisfaisant les exigences actuelles, car l'épaisseur des parois n'est pas maîtrisée avec suffisamment de précision.

Une autre solution a donc été proposée, consistant à réaliser les enveloppes à soufflet par injection.

L'épaisseur est ainsi garantie par l'empreinte et le noyau du moule de la pièce.

Cependant, leur démoulage nécessite de les déformer, notamment en les gonflant avec de l'air comprimé afin de dégager les spires du noyau, et en les tirant du noyau (le moule ayant été ouvert au préalable).

Un tel mode de démoulage convient relativement bien aux soufflets en élastomère vulcanisé, matériau qui supporte de très grandes déformations et qui reprend bien sa forme de moulage après le démoulage.

Cependant, ce type de démoulage engendre de trop fortes sollicitations pour les élastomères thermoplastiques qui tendent à les faire céder ou à les fragiliser et à altérer la durée de vie des soufflets.

Encore un autre procédé de fabrication d'enveloppes à soufflets présentant des soufflets radiaux avec des contres dépouilles importantes a été proposé dans l'art antérieur.

Ce processus consiste à mouler les pièces par injection mono ou multi empreintes, puis à démouler les parties en forme de soufflet par le dévissage relatif du noyau par rapport à la pièce.

Ce nouveau mode de fabrication des soufflets implique d'avoir une forme toute particulière des soufflets. En effet les spires sont hélicoïdales afin d'autoriser le dévissage du noyau ou de la pièce.

Toutefois, les spires hélicoïdales induisent des réactions perturbantes lors de la fabrication, voire sur le comportement des pièces.

En effet, lors de la fabrication, le dévissage relatif du noyau par rapport au soufflet génère un problème: le frottement entre le noyau et le soufflet. La matière étant chaude lors du démoulage, le coefficient de frottement est assez élevé, alors que le module d'élasticité est plus faible. Le soufflet peut donc être déformé par un vrillage des spires en appliquant le couple de dévissage.

Plusieurs solutions existent pour obtenir un faible coefficient de frottement: choisir une matière du soufflet à faible coefficient de frottement, mais cela limite le choix des matières et contraint à utiliser des matières spécifiques onéreuses ou fragilisées par des adjuvants anti-friction; appliquer un traitement de surface anti-friction au noyau, mais ce type de traitement se détériore à l'usage. En effet, pour une production de série à forte cadence, le noyau subit donc un 30 nombre important de démoulages, ce qui nécessite une maintenance régulière et induit des coûts correspondants. Cette solution n'est donc pas satisfaisante à elle seule pour des raisons économiques; injecter un fluide à l'interface noyau/soufflet pour réduire le frottement. Il est possible en effet de décoller le soufflet avec de l'air comprimé et de dévisser ainsi facilement le noyau.

La mise en oeuvre de cette dernière technique (injection) engendre néanmoins un problème: il faut obtenir une bonne étanchéité à l'air aux extrémités du soufflet pour pouvoir décoller les parois du soufflet de la surface du noyau.

Cette étanchéité n'est pas simple à garantir, et en cas de fuite il peut arriver que des pièces restent collées sur le noyau. Cela occasionne des arrêts de production pour défaire les pièces non démoulées.

Une autre solution a été proposée, celle-ci consistant à mouler le soufflet avec un fond. L'étanchéité est ainsi automatiquement assurée à cette extrémité et le soufflet se décolle bien.

Cependant pour des soufflets tels que des passe-gaines ou des protecteurs de mécanismes flexibles, il est nécessaire d'avoir les deux extrémités du soufflet ouvertes. Ainsi, il faut appliquer une opération supplémentaire de découpe du fond du soufflet et génère une chute de matière, ce qui accroît le coût de production de la pièce.

Un autre problème intervient: sous la pression d'injection, le noyau fléchit légèrement, ce qui peut occasionner des défauts de géométrie avec une mauvaise répartition d'épaisseur.

L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif pour le moulage d'une enveloppe à soufflets hélicoïdaux, du type à dévissage relatif de l'enveloppe et d'un noyau lors du démoulage, qui soit plus fiable que ceux de l'art antérieur.

En ce sens, l'invention a pour objectif de fournir un tel dispositif qui permette le moulage des pièces avec une bonne précision, ceci limitant les risques de déformation lors du démoulage.

L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif qui soit simple de conception et peu coûteux à mettre en oeuvre.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif pour la fabrication par moulage d'une enveloppe présentant au moins un soufflet hélicoïdal, du type comprenant un moule constitué d'empreintes et au moins un noyau présentant chacun un filetage hélicoïdal complémentaire l'un de l'autre en vue de délimiter un espace de moulage, ledit dispositif comprenant des moyens permettant d'entraîner un dévissage relatif de ladite enveloppe et dudit noyau pour procéder au démoulage de ladite enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien de chacune des extrémités dudit noyau pendant le moulage, ledit noyau présentant un angle d'hélice inférieur à environ 15 .

De cette façon, on obtient un dispositif qui permet d'envisager la réalisation de pièces avec une grande précision grâce au maintien parfait du noyau dans le moule, cette précision n'étant aucunement dégradée lors du démoulage grâce à l'angle d'hélice optimisé du noyau qui assure un dévissage correct du noyau et de l'enveloppe, en limitant les risques de frottement trop important qui seraient de nature à entraîner une déformation de l'enveloppe.

De plus, le Déposant a constaté, au niveau de la pièce ainsi réalisée, qu'une spire hélicoïdale tend à améliorer sensiblement le comportement de l'enveloppe lorsque son angle d'hélice est inférieur à 15 .

Un angle d'hélice choisi selon l'invention permet donc de limiter l'écrasement de la matière lors du démoulage par dévissage.

Un angle d'hélice trop faible ne permet pas une grande élasticité de spire, particulièrement en compression, car les flancs des spires sont trop rapprochés. Inversement un angle d'hélice trop grand implique une distorsion du soufflet sollicité et engendre des couples de torsions élevées à ses extrémités.

Selon une solution avantageuse, lesdits filetages dudit noyau et desdites empreintes présentent un angle d'hélice compris entre 2 et 7 .

Ceci permet d'obtenir une enveloppe à soufflets dont les caractéristiques sont encore optimisées.

Préférentiellement, ledit noyau présente une forme tronconique, avec un angle de conicité supérieur ou égal à 1 .

Il est avantageux notamment pour des soufflets relativement longs (soufflets de passe-gaine, d'amortisseur, de direction, de tuyaux, de transmission) d'appliquer une conicité au noyau, de préférence supérieure ou égale à 1 . Cela permet d'opérer un dévissage du noyau sans que le soufflet frotte sur toute la longueur du noyau.

De cette façon, lors du dévissage selon une autre caractéristique avantageuse, lesdits filetages dudit noyau et dudit moule sont prévus de façon que ledit espace de moulage présente une section décroissante selon une direction inverse au sens de démoulage.

Cela permet de faciliter le démoulage, car juste le décollement est nécessaire puis plus aucun frottement entre le noyau et les spires ne persiste lors de la suite du dévissage du noyau.

Avantageusement, au moins une spire desdits filetages dudit moule et dudit noyau présente un pas compris entre environ 10 % et environ 40 % du diamètre moyen apparent de ladite spire, et préférentiellement entre 13 % et 30 %.

Un grand pas peut générer un problème d'écrasement de la matière lors du dévissage du noyau et un petit pas nécessite davantage de tours de dévissage et donc un temps de démoulage plus long, pénalisant le temps de cycle de fabrication. De plus un pas trop important par rapport à la dimension du soufflet engendre des problèmes d'instabilité et un couple de torsion élevé aux extrémités.

Ceci est évité grâce à un pas dans des rapports de dimensions tels que ceux qui viennent d'être indiqués.

Selon une solution avantageuse, au moins une spire desdits filetages dudit moule et dudit noyau présente une profondeur comprise entre environ 0,5 fois et environ 3 fois le pas de ladite spire, et préférentiellement entre 0,7 fois et 1,8 fois. Cela permet d'obtenir un meilleur dévissage du noyau.

Aussi pour qu'une spire hélicoïdale travaille dans de bonnes conditions, il est préférable d'avoir une hauteur de spire au moins supérieure à la moitié du pas de spire.

En effet l'hélice est d'autant plus raide que les flancs sont moins inclinés par rapport à la direction axiale et donc que la hauteur est plus faible. Aussi les contraintes longitudinales dans la spire sont plus importantes lorsque la hauteur est faible.

Enfin, contrairement aux spires axi-symétriques, une hauteur de spire importante n'est pas favorable, car les effets d'instabilité augmentent. Cette hauteur doit donc rester inférieure à 3 fois le pas.

Selon une autre caractéristique, ladite ou lesdites spires dudit filetage dudit moule présentent un flanc comprenant au moins une portion droite inclinée par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit moule avec un angle supérieur ou égal à l'angle d'hélice de ladite ou desdites spires.

De cette façon, on limite la contre dépouille dans l'empreinte du moule, ceci grâce aux flancs de spire inclinés d'un angle au moins supérieur à l'angle d'hélice. Sinon l'extraction du soufflet de ses empreintes est plus difficile lors du démoulage.

Selon un mode de réalisation particulier, au moins une spire dudit filetage dudit moule présente un flanc comprenant au moins deux portions de formes différentes.

Grâce aux ondulations sur les flancs de spires, on ajoute davantage de flexibilité notamment lors de la traction du soufflet. En effet, les flancs ont une plus grande longueur dépliée. Aussi les ondulations permettent aux flancs de spires de travailler davantage.

Dans ce cas, lesdites portions dudit flanc présentent préférentiellement, de part et d'autre d'une zone commune, des tangentes formant un angle d'environ 15 entre elles, chacune de ces tangentes formant un angle d'au moins 20 avec l'axe longitudinal dudit moule.

En effet, la jonction entre deux portions de flancs ne doit pas représenter un angle de brisure accentué, source de concentration de contraintes. Soit cet angle est limité (inférieure ou égale à 15 ) soit la jonction est réalisée par un arrondi. Aussi il est préférable de ne pas avoir de portion trop alignée dans l'axe de l'hélice, au risque d'aboutir à une disposition trop rigide et de réduire les débattements du soufflet.

Avantageusement, lesdits filetages dudit noyau et dudit moule présentent un pas constant.

De cette façon, on peut démouler le soufflet par le dévissage du noyau avant ouverture du moule, le soufflet étant maintenu dans ses empreintes. Ainsi il n'est pas nécessaire de disposer d'un robot manipulateur pour prendre le soufflet et le dévisser du noyau après ouverture du moule. Un simple soulagement de la force de fermeture du moule ou une légère ouverture du moule de quelques centièmes à quelques dixièmes de millimètres, peuvent être admis afin de réduire la pression exercée sur la matière du soufflet et sur le noyau.

Enfin, il est avantageux d'avoir une zone de section plus importante qui permet d'alimenter plus rapidement les zones à remplir dans le moule qui sont les plus éloignées du point d'injection, lors du moulage de la pièce. Cela favorise le remplissage du moule pour des pièces de faible épaisseur. Il est préférable que cette zone suive l'hélice en formant un canal hélicoïdal.

Les crêtes peuvent avoir aussi une épaisseur augmentée pour favoriser l'injection de matière plastique lors de la fabrication.

Préférentiellement, lesdits filetages dudit noyau et dudit moule sont prévus de façon que ladite enveloppe présente des spires dont l'épaisseur au niveau des creux est supérieure ou égale à l'épaisseur des flancs.

Ainsi, la zone de l'hélice formant le creux des spires du soufflet est un peu plus grosse et plus résistante.

Un autre effet est de corriger la distorsion due à la déformation des hélices des creux et des crêtes de spires. Cet effet est ainsi obtenu par l'augmentation de rigidité de l'hélice du creux de spire du soufflet.

Selon une autre caractéristique, lesdits filetages dudit noyau et dudit moule sont prévus de telle sorte que ladite enveloppe présente une épaisseur croissante au fur et à mesure que le diamètre du tronc de cône dudit noyau décroît.

Une telle épaisseur plus importante pour les spires de plus faible diamètre qui sont plus proches du sommet de l'hélice permet de compenser au moins en partie la diminution de section.

Cela permet ainsi d'améliorer les conditions d'injection de la pièce lors de la fabrication et de mieux répartir les contraintes lorsque le soufflet est sollicité. On note qu'il est préférable que l'épaisseur de spire augmente de manière continue avec la diminution du rayon (de l'hélice) des spires.

Selon une variante avantageuse, lesdits filetages dudit noyau et dudit moule présentent, sur au moins une partie de leur longueur, au moins deux filetages hélicoïdaux.

On peut ainsi obtenir un dévissage du noyau plus rapide, le pas d'hélice étant plus important.

De plus, les efforts aux extrémités du soufflet sont mieux répartis.

Dans ce cas, lesdits filetages hélicoïdaux présentent préférentiellement un angle d'hélice compris entre environ 2,5 et environ 15 .

Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit moule présente des moyens de retenue de ladite enveloppe pendant ledit dévissage relatif de ladite enveloppe et dudit noyau. Il est dans ce cas préférable de disposer de moyens de retenue au moins de chaque côté du filetage.

Du fait des contraintes thermiques liées au retrait de la matière après injection de plastique dans le moule, le soufflet serre le noyau. Lorsque le noyau est dévissé pour démouler le soufflet, les spires tendent à coller au noyau. Le couple appliqué peut engendrer un plissement du soufflet et même sa détérioration, notamment pour ceux de grande longueur.

C'est pourquoi il est préférable de disposer en quelques endroits du soufflet des moyens de retenue des spires dans le moule qui empêchent ainsi les spires de suivre le mouvement du noyau lors de l'opération de dévissage.

Selon un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de retenue comprennent au moins un creux destiné à former un picot ou une nervure sur ladite enveloppe.

Pour des soufflets longs ou en matière très souple, il est judicieux de réaliser au moins un moyen de retenue sur le filetage dudit moule, idéalement sur chacune des spires. Ils sont préférentiellement placés sur ledit filetage dudit moule en correspondance avec les crêtes desdits soufflets de ladite enveloppe.

Préférentiellement, ledit ou lesdits creux présentent une profondeur comprise entre 0,015 et 5 mm.

Selon une solution préférée, lesdits moyens de maintien du noyau comprennent à l'extrémité dudit noyau extraite en premier du moule lors du dévissage du noyau, par un appui cylindrique (alésage) et à son autre extrémité un appui tronconique.

On note que le blocage axial et/ou en rotation du noyau est assuré par une butée amovible ou par le système d'entraînement du noyau.

L'appui cylindrique guide aussi le noyau lors de son dévissage.

Selon un autre mode de réalisation les moyens de maintien du noyau sont constitués par au moins un méplat et un coin formé à chaque extrémité du noyau. Le positionnement du noyau est obtenu par la fermeture d'éléments du moule qui ont les formes correspondantes à ces méplats et coins. Pour le dévissage du noyau, ces éléments de maintien du noyau sont préalablement ouverts. Cette solution est cependant plus complexe. Et elle nécessite une grande précision de fabrication de l'outillage ou bien de relier le noyau à son dispositif d'entraînement par l'intermédiaire d'éléments flexibles, ce qui peut occasionner un peu de broutement lors du dévissage du noyau.

Avantageusement, ledit moule présente également une forme tronconique dont la conicité est inférieure à celle de ladite forme tronconique dudit noyau.

De cette façon, lors du dévissage du noyau, le soufflet est bloqué dans les empreintes du moule, grâce à la conicité positive de ce dernier.

L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une 30 enveloppe présentant au moins un soufflet hélicoïdal, incluant une étape de moulage réalisée à l'aide d'un dispositif de fabrication comprenant un moule et au moins un noyau présentant chacun un filetage hélicoïdal complémentaire l'un de l'autre en vue de délimiter un espace de moulage, ledit dispositif comprenant des moyens permettant d'entraîner un dévissage relatif de ladite enveloppe et dudit noyau pour procéder au démoulage de ladite enveloppe caractérisé en ce que ladite étape de moulage est réalisée à l'aide d'un noyau présentant un angle d'hélice inférieur à environ 15 , ledit noyau étant maintenu à chacune de ses extrémités pendant ladite étape de moulage.

Le noyau est de préférence soigneusement guidé au moins à l'une de ses extrémités tout au long de son dévissage.

Selon un autre aspect de l'invention, l'injection de matière plastique est réalisée en un ou plusieurs points de l'enveloppe, non pas en nappe. Le mode d'injection en nappe au sommet du soufflet est connu. Il permet d'éviter une ligne de soudure de la matière lors du moulage. Cependant il est nécessaire de couper cette partie après démoulage, ce qui occasionne des coûts supplémentaires de découpe et de rebroyage des rebus de matière. L'injection mono ou multi-points proposée est réalisée sur au moins une extrémité du soufflet ou sur l'une de ces spires (sur une crête), avec une grande vitesse. Cela permet d'obtenir la géométrie désirée finie sans opération supplémentaire et d'obtenir une bonne qualité de la ligne de soudure. En effet, les fronts de matière fondue fusionnent à une température suffisamment élevée grâce à l'autoéchauffement de la matière par dissipations visqueuses générées lors de son parcours dans le moule, dans l'espace restreint entre le noyau et les empreintes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins parmi lesquels: la figure 1 est une vue partielle d'un noyau disposé dans son moule, d'un dispositif de fabrication d'une enveloppe à soufflets selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue partielle d'un noyau d'un dispositif de 2877258 11 fabrication d'une enveloppe à soufflets selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue partielle d'un noyau disposé dans son moule, d'un dispositif de fabrication d'une enveloppe à soufflets selon un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif de fabrication d'une enveloppe à soufflets selon l'invention; la figure 5 est une vue en perspective d'une enveloppe à soufflets obtenue à l'aide d'un dispositif selon l'invention; les figures 6 à 7 illustrent des applications d'enveloppes à soufflets obtenues avec un dispositif de fabrication selon l'invention.

Un dispositif de fabrication d'un soufflet selon l'invention est illustré figure 4.

Selon le présent mode de réalisation, un tel dispositif comprend au moins deux empreintes 2 et un noyau 1. Tel qu'illustré, un second noyau 4 permet de mouler une forme intérieure non cylindrique pour la grande embase de l'enveloppe à soufflets. La géométrie de l'enveloppe à soufflets 3 est déterminée par des empreintes 2 et les noyaux 1, 4. Lors du démoulage, l'enveloppe à soufflets est maintenue dans les empreintes 2 et le noyau 1 est dévissé. Il tourne à l'intérieur du second noyau 4 et les deux noyaux 1, 4 reculent dans une partie support 7 de l'outillage, par l'intermédiaire de l'élément 5, pour libérer l'enveloppe à soufflets. Puis le moule est ouvert pour éjecter la pièce.

Selon un premier aspect de l'invention, un tel dispositif de fabrication comprend des moyens de maintien de chacune des extrémités du noyau 1 pendant le moulage.

Ces moyens de maintien comprennent: un alésage 51 assurant le centrage du noyau dans le support 7 du moule, via l'élément 5 assurant la mise en rotation et la translation 30 du noyau (mouvement de vissage/dévissage) (on notera que l'élément 5 et le noyau 1 peuvent être formés par une seule pièce, 10 l'alésage 51 pouvant venir en appui directement sur le support 7 du moule selon une variante de conception) ; un cône 6, assurant le maintien du noyau à l'extrémité de celui-ci opposée à l'élément 5.

Selon un autre aspect de l'invention, le noyau 1 présente un angle d'hélice inférieur à 15 et préférentiellement compris entre 2 et 6 .

L'enveloppe 3 est maintenue dans le moule 2 lors du dévissage du noyau 1 par l'intermédiaire de sa partie non symétrique du côté de sa grande embase et à l'aide d'ergots 8 à son autre extrémité.

En référence à la figure 1, on définit les paramètres suivants: On nomme le diamètre moyen Dmn d'une spire n comme étant la moyenne du diamètre de la spirale extérieure représentant la crête de la spire Den et du diamètre de la spirale intérieure représentant le diamètre intérieur du creux de la spire Din. Lorsqu'on observe un soufflet, on ne peut pas toujours mesurer le diamètre intérieur de la spire Din sans devoir le couper. C'est pourquoi un autre paramètre est défini: le diamètre moyen apparent d'une spire Dman déterminé par la moyenne du diamètre extérieur Den et du diamètre extérieur du creux de la spire, Dicn.

Pour de faibles épaisseurs de parois comme c'est le cas des soufflets en général, tout particulièrement ceux conçus selon l'invention, Dman est voisin de Dmn.

Le pas de spire P correspond à l'écart entre deux crêtes ou deux creux de spire. Il est préférable de mesurer le pas entre deux crêtes de spires n et n+l.

L'angle d'hélice an d'une spire est déterminé par l'arc tangente du rapport du pas P sur le périmètre moyen extérieur de la spire it Dmen, soit: an= arc tan (P / (T. Dmen)) avec Dmen = (Den + Den+1)/2, Den+1 étant le diamètre extérieur de la spire n+l.

La hauteur d'une spire I-ln est choisie égale à la différence entre les rayons extérieurs du sommet et du creux de spire.

Le rayon intérieur en creux de spire Ric correspond au rayon de l'arrondi effectué à l'extérieur du creux de spire.

Le rayon intérieur en sommet de spire Ris correspond au rayon de l'arrondi effectué à l'intérieur du sommet de spire.

Préférentiellement, le moule et le noyau présentent une forme tronconique, leur conicité étant définie par l'angle y entre la droite passant par deux sommets consécutifs de spire et une droite parallèle à l'axe du soufflet passant par un sommet de spire. Cet angle est préférentiellement supérieur à 10, il peut varier le long du soufflet.

De façon avantageuse, on prévoit que la conicité du moule est inférieure à la conicité du noyau.

Considérant une telle forme tronconique, on prévoit que le filetage du moule et du noyau sont prévus de façon que l'espace de moulage présente une épaisseur efn croissante au fur et à mesure que le diamètre Dmn décroît.

Selon une autre caractéristique, l'épaisseur de l'espace de moulage au niveau des creux ecn est supérieur à l'épaisseur des flancs efn.

De plus, le moule et le noyau sont définis de façon que les spires de l'enveloppe à soufflets présentent une section décroissante selon une direction inverse au sens du démoulage. En d'autres termes, chaque spire hélicoïdale a une géométrie qui a une taille inférieure ou égale à celle de la spire hélicoïdale précédente dans le sens du vissage.

Par ailleurs, les spires du noyau 1 sont définis de façon à prendre en compte les critères suivants: 0,13 Dmn s P 0,3 Dmn 0,7PsHm1,8P On note par ailleurs que les filetages du noyau et du moule présentent un pas constant.

Selon un mode de réalisation illustré par la figure 1, les flancs des spires du filetage du noyau présentent une portion droite inclinée par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe longitudinal du moule avec un angle supérieur ou égal à l'angle d'hélice tel que défini précédemment.

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 2, les spires de l'enveloppe à soufflets présentent des flancs ondulés comprenant différentes portions de formes différentes.

Tel que cela apparaît sur la figure 2, deux portions adjacentes des flancs présentent des tangentes, formant un angle A2 inférieur à 15 entre elles, ces tangentes formant un angle Al, A3 supérieur à 20 avec l'axe longitudinal du noyau (et de l'enveloppe).

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 3, le noyau présente deux filetages hélicoïdaux la, lb, le moule présentant des spires en correspondances.

On note que, dans ce cas, les filetages la et lb présente un angle d'hélice compris entre environ 2,5 et environ 15 .

Selon une autre caractéristique de l'invention, le moule présente des moyens de retenue de l'enveloppe de façon à retenir le dévissage du noyau.

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 4b, ces moyens deretenue comprennent des creux, 212 dans le filetage du moule de façon à former des picots tels que ceux 31 représentés sur l'enveloppe 3 de la figure 5, ces creux présentant une profondeur supérieure ou égale à 0,15 mm.

Ces creux peuvent, selon un autre mode de réalisation envisageable, être réalisés sous la forme d'une rainure discontinue le long du filetage du moule.

On note que les creux sont préférentiellement répartis dans le moule de façon que les parties saillantes correspondantes de l'enveloppe soient obtenues sur les crêtes des soufflets.

Par ailleurs, le moule et le noyau peuvent être conçus de façon que les spires de l'enveloppe obtenue présentent les caractéristiques suivantes: Ric >_ 0,02 P, préférentiellement 0,15 _> Ric _> 0,04 P; - Ris 0,1 P, préférentiellement Ris 0,04 P. Il est avantageux d'avoir un tel rayon en creux de spire pour réduire les concentrations de contraintes sans pour autant limiter l'inclinaison nécessaire aux flancs de spire pour avoir un bon comportement des spires à la fois en traction et en compression. La forme en creux de spire n'est pas nécessairement circulaire, elle peut avoir une allure elliptique avec des rayons supérieurs ou égaux à 2% du pas de la spire.

Concernant le rayon en crête de spire, le rayon tel que défini est suffisant pour atténuer les concentrations de contraintes. Ce rayon est choisi de préférence plus petit que celui en creux de spire car la section du sommet de spire est plus importante que celle du creux de spire, à épaisseur constante. Et il est judicieux de limiter l'encombrement de cette zone charnière. C'est le déplacement relatif des flancs de spire qui contribue à l'importance du débattement admissible du soufflet.

Les figures 5, 6 et 7 montrent chacune une application d'une enveloppe à soufflets obtenue selon l'invention.

L'invention s'applique également aux passe-gaine, figure 5, destinés à protéger les câbles qui vont dans les portières (ou hayon) de véhicule et en assure l'étanchéité.

Un tel passe-gaine est fixé à chacune de ses extrémités. Un câble le traverse de différent diamètre selon les modèles. Il suit les mouvements d'ouverture et de fermeture des portières et subit ainsi des flexions importantes.

La partie flexible est constituée d'un soufflet à spires hélicoïdales, 3, en élastomère thermoplastique, tel qu'un SEBS éthylène / butylène / styrène. Le soufflet comporte des petits ergots 31, qui servent à maintenir les spires dans les empreintes du moule lors du dévissage du noyau pour l'opération de démoulage. Le soufflet est relié sur les panneaux (portière, châssis) à l'aide de préférence d'inserts en plastique 43 tel un PP (polypropylène) renforcé de fibres de verre, constituant des clips de fixation à moindre coût. Le soufflet peut comporter un ou deux inserts qui sont soudés, collés ou surmoulés. Une lèvre périphérique 44 assure l'étanchéité de la fixation. Une manchette fendue 42, permet de protéger les câbles qui traversent le passe-câble, à l'intérieur de la structure (portière, châssis) ou pour assurer une bonne prise de rayon et permet de lier les câbles au passe-câble avec un ruban adhésif par exemple.

Une seconde application concerne l'isolation des canalisations (figure 6).

Parfois des canalisations sont isolées afin de ne pas recevoir ou transmettre de vibrations. Certains tuyaux d'admission d'air comportent des zones à soufflets à cet effet et sont produits par soufflage, avec les inconvénients que ce type de procédé apporte. II est avantageux de disposer sur ces tuyaux des spires hélicoïdales qui offrent un meilleur compromis entre la flexibilité souhaitée pour isoler les vibrations et la tenue nécessaire de la géométrie du tuyau. En effet la spirale forme une meilleure continuité entre les spires du soufflet. Aussi les épaisseurs des spires sont bien maîtrisées avec le procédé d'injection et des pattes de fixation intermédiaires 35 peuvent être moulées simultanément. Un tuyau coudé peut comporter des soufflets 3a, 3b sur des axes différents, par exemple à chaque extrémité. Dans ce cas, un noyau est utilisé pour chaque tronçon. Afin que le soufflet du tuyau puisse être réalisable à l'aide d'un dispositif selon l'invention, on prévoit que le plus grand diamètre intérieur du sommet de spire soit inférieur ou égal à la plus petite dimension de passage de l'embase de fixation 32 du tuyau, pour que le noyau puisse être retiré lors du démoulage.

Une autre application concerne les butées de choc (figure 7) présentant une structure en forme de soufflet, 34. Cette forme spécifique permet d'obtenir un effet de ressort et permet de supporter un fort écrasement. Il est préférable d'avoir un angle d'hélice compris entre 5 et 15 pour des butées de choc. Aussi la jupe 33 de protection permet de protéger la tige d'amortisseur lorsqu'elle est en position sortie. La butée 34 et la jupe 33 peuvent être moulées ensemble par mono ou bi-injection. La jupe peut aussi être formée par un soufflet hélicoïdal.

Ces pièces à soufflets qui viennent d'être décrites peuvent être constituées d'élastomères thermoplastiques vinyliques, styréniques, acryliques ou en particulier tels que des COPE copolyester tel que polyéther / ester, PEBA polyéther bloc amide, VAMAC compound à base éthylène-acrylique, PP-NBR polypropylène / acrylonitrile butadiene rubber, PP-EPDM polypropylène / éthylène propylène diène monomère ou encore en TPU polyuréthane thermoplastique, SEBS éthylène / butylène / styrène, SBS butadiène / styrène ou TPO élastomère thermoplastique oléfinique, PVC-NBR polychlorure de vinyle / acrylonitrile butadiene rubber et EVA-PVC éthylène acétate de polyvinyle / polychlorure de vinyle ou PVC souple. Des matériaux thermoplastiques plus rigides tels des PA polyamide, peuvent être employés notamment pour des soufflets devant résister à de plus hautes températures avec des débattements modérés.

Claims (1)

18 REVENDICATIONS

1. Dispositif pour la fabrication par moulage d'une enveloppe (3) présentant au moins un soufflet hélicoïdal, du type comprenant un moule (2) constitué d'empreintes et au moins un noyau (1) présentant chacun un filetage hélicoïdal complémentaire l'un de l'autre en vue de délimiter un espace de moulage, ledit dispositif comprenant des moyens permettant d'entraîner un dévissage relatif de ladite enveloppe (3) et dudit noyau (1) pour procéder au démoulage de ladite enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien (51), (6) de chacune des extrémités dudit noyau (1) pendant le moulage, ledit noyau (1) présentant un angle d'hélice inférieur à environ 15 .

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et desdites empreintes dudit moule (2) présentent un angle d'hélice compris entre 2 et 7 .

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit noyau (1) présente une forme tronconique avec un angle de conicité supérieur ou égal à 1 .

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et dudit moule (2) sont prévus de façon que ledit espace de moulage présente une section décroissante selon une direction inverse au sens de démoulage.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une spire desdits filetages dudit moule (2) et dudit noyau (1) présente un pas compris entre environ 10 % et environ 40 % du diamètre moyen apparent de ladite spire.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une spire desdits filetages dudit moule (2) et dudit noyau (1) présente un pas compris entre environ 13 % et environ 30 % du diamètre moyen apparent de ladite spire.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une spire desdits filetages dudit moule (2) et dudit noyau (1) présente une profondeur comprise entre environ 0,5 fois et environ 3 fois le pas de ladite spire.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins une spire desdits filetages dudit moule (2) et dudit noyau (1) présente une profondeur comprise entre environ 0,7 fois et environ 1,8 fois le pas de ladite spire.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite ou lesdites spires dudit filetage dudit moule (2) présentent un flanc comprenant au moins une portion droite inclinée par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit moule (2) avec un angle supérieur ou égal à l'angle d'hélice de ladite ou desdites spires.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une spire dudit filetage dudit moule (2) présente un flanc comprenant au moins deux portions de formes différentes.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites deux portions dudit flanc présentent, de part et d'autre d'une zone commune, des tangentes formant un angle inférieur ou égal à 15 entre elles, chacune de ces tangentes formant un angle d'au moins 20 avec l'axe longitudinal dudit moule.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et dudit moule (2) présentent un pas constant.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et dudit moule (2) sont prévus de façon que ladite enveloppe (3) présente des spires dont l'épaisseur au niveau des creux est supérieure ou égale à l'épaisseur des flancs.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et dudit moule (2) sont prévus de telle sorte que ladite enveloppe (3) présente une épaisseur croissante au fur et à mesure que le diamètre du tronc de cône dudit noyau (1) décroît.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdits filetages dudit noyau (1) et dudit moule (2) présentent, sur au moins une partie de leur longueur, au moins deux filetages hélicoïdaux.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits filetages hélicoïdaux présentent un angle d'hélice compris entre environ 2,5 et 15 .

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit moule (2) présente des moyens de retenue de ladite enveloppe (3) de chaque côté du filetage, pendant ledit dévissage relatif de ladite enveloppe (3) et dudit noyau (2).

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que ledit filetage dudit moule (2) présente des moyens de retenue de ladite enveloppe (3) pendant ledit dévissage relatif de ladite enveloppe (3) et dudit noyau (2).

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent au moins un creux (212) destiné à former un picot (31) ou une nervure sur ladite enveloppe (3).

20. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien du noyau comprennent à l'extrémité dudit noyau extraite en premier dudit moule lors du dévissage du noyau, un appui cylindrique (51, 7), et à son autre extrémité un appui tronconique (6).

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 20, caractérisé en ce que ledit moule (2) présente également une forme tronconique dont la conicité est inférieure à celle de ladite forme tronconique dudit noyau (1).

22. Procédé de fabrication d'une enveloppe présentant au moins un soufflet hélicoïdal, incluant une étape de moulage réalisée à l'aide d'un dispositif de fabrication comprenant un moule et au moins un noyau présentant chacun un filetage hélicoïdale complémentaire l'un de l'autre en vue de délimiter un espace de moulage, ledit dispositif comprenant des moyens permettant d'entraîner un dévissage relatif de ladite enveloppe et dudit noyau pour procéder au démoulage de ladite enveloppe, caractérisé en ce que ladite étape de moulage est réalisée à l'aide d'un noyau présentant un angle d'hélice inférieur à environ 15 , ledit noyau étant maintenu à chacune de ses extrémités pendant ladite étape de moulage.