FR2889099A1 - Procede et dispositif associe pour le moulage d'une partie d'un composant creux ; composant creux et procede de fixation sur un reservoir - Google Patents

Abstract

Procédé pour le moulage d'au moins une partie d'un composant creux en matière plastique au cours duquel on réalise ladite partie dans un moule comprenant un noyau et une empreinte, par moulage dans un espace délimité par le noyau et l'empreinte, de façon que la partie moulée ne présente pas de ligne de joint à sa surface destinée à être en contact avec un joint d'étanchéité. Dispositif pour réaliser ce procédé. Composant creux pour réservoir à carburant comprenant une partie munie d'un joint d'étanchéité, à base de matière plastique et ne comprenant pas de ligne de joint dans la zone où se situe le joint d'étanchéité. Procédé de fixation d'un tel composant sur le pourtour d'une ouverture dans un réservoir à carburant.

Description

Procédé et dispositif associé pour le moulage d'une partie d'un composant

creux; composant creux et procédé de fixation sur un réservoir L'objet de la présente invention concerne un procédé pour le moulage d'au moins une partie d'un composant creux en matière plastique. Elle porte aussi sur un dispositif pour mettre en oeuvre ledit procédé, ainsi que sur un composant creux obtenu par ledit procédé.

Les réservoirs à liquides et à gaz en usage dans l'industrie ou embarqués dans des véhicules de nature diverse doivent généralement satisfaire à des normes d'étanchéité et de pettnéabilité en rapport avec le type d'usage pour lequel ils sont conçus ainsi qu'aux exigences en matière d'environnement qu'ils doivent respecter. Les limites d'émissions permises sont devenues tellement faibles que les pertes liées aux fuites et à la perméabilité aux interfaces composant/réservoir ont pris une proportion relative plus élevée dans les pertes totales du système réservoir + accessoires.

Pour réduire la perméabilité aux interfaces entre composant et réservoir, on peut fixer un composant sur le pourtour d'une ouverture dans un réservoir à carburant en munissant une partie du composant d'un joint qui assure l'étanchéité avec le réservoir. Or, pour un composant injecté, on réalise généralement ledit composant (et en particulier la partie du composant destinée à porter le joint d'étanchéité) au moyen d'un moule en deux parties ou demi-coquilles.

Le moulage au moyen d'un moule en deux parties crée donc dans la zone de contact du joint d'étanchéité avec la surface de la gorge, une ligne de joint et donc deux traces de plan de joint au niveau de la zone de jonction entre les deux demi-coquilles du moule. Cette trace de plan de joint (ou ligne de joint), même minime, peut être à l'origine d'un chemin de fuite et donc d'une perte d'étanchéité dans la zone de contact entre le joint d'étanchéité et la gorge, favorisant l'augmentation des pertes évaporatives à l'interface composant/réservoir.

La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient grâce à un procédé de moulage d'un composant ne présentant pas de ligne de joint sur sa surface en contact avec un joint d'étanchéité grâce auquel l'étanchéité à l'interface composant/réservoir est améliorée.

A cet effet l'invention concerne un procédé pour le moulage d'au moins une partie d'un composant creux en matière plastique ayant une surface destinée à être en contact avec un joint d'étanchéité au cours duquel on réalise la partie du composant dans un moule comprenant un noyau et une empreinte, par moulage dans un espace délimité par le noyau et l'empreinte, de façon que la partie moulée ne présente pas de ligne de joint.

Par composant creux on entend désigner toute pièce comprenant une partie vide, comme par exemple un canal, reliant au moins deux extrémités du composant de façon à ce qu'un fluide puisse circuler entre ces extrémités.

Dans le procédé selon l'invention on réalise une partie du composant qui est destinée à porter un joint d'étanchéité dans un moule comprenant une empreinte et un noyau. L'empreinte est une pièce en général mobile constituant la partie externe du moule. Le noyau est une broche aussi en général mobile, au moins partiellement à l'intérieur du moule. L'empreinte et le noyau possèdent de préférence des parties en relief complémentaires, destinées à donner la forme souhaitée à ladite partie du composant. Les deux pièces sont généralement réalisées en un métal apte à résister aux conditions de mise en oeuvre (température et pression) de la matière plastique.

Selon l'invention, on réalise le moulage de ladite partie de composant dans un espace délimité par le noyau et l'empreinte, de préférence par injection de matière fondue sous pression. On règle les positions relatives du noyau et de l'empreinte pour fixer les dimensions de l'espace de moulage de manière à obtenir l'épaisseur souhaitée pour la partie du composant à mouler.

Selon l'invention, on procède de façon à ce que la partie moulée ne présente pas de ligne de joint à sa surface destinée à être en contact avec le joint d'étanchéité. Par ligne de joint on entend désigner un relief sur une surface, créé lors du moulage d'une pièce. Dans un procédé de moulage utilisant un moule comprenant une empreinte et un noyau, l'un et l'autre pouvant être constitués de plusieurs parties, ce relief est généralement créé dans un plan de contact entre au moins deux parties du noyau (pour un relief sur une surface intérieure du composant moulé) ou entre au moins deux parties de l'empreinte (pour un relief sur une surface extérieure dudit composant). Donc, dans le procédé en instance, on moule ladite partie du composant grâce à un noyau et une empreinte qui ne sont pas en plusieurs parties dans la zone destinée à y placer le joint d'étanchéité.

Dans une forme de réalisation particulière du procédé, la partie moulée comprend une gorge destinée au logement du joint. La gorge a en général un profil en U. De façon préférée, la gorge comprend une partie flexible c.-à-d. une partie ou un prolongement du profil en U qui présente un caractère flexible. Celle-ci est obtenue lors du moulage de la gorge soit en jouant sur les conditions opératoires de moulage, soit en choisissant une matière qui a des propriétés élastiques adéquates après moulage, soit en donnant à la partie moulée une épaisseur appropriée pour obtenir l'élasticité souhaitée, ...

Dans une forme de réalisation particulière, on positionne le noyau dans l'empreinte de façon à créer un espace délimité par deux parties en relief complémentaires du noyau et de l'empreinte. On moule dans cet espace la partie du composant comprenant la gorge. On dégage ensuite le noyau hors de l'empreinte et on démoule la partie moulée comprenant la gorge par un mouvement de l'empreinte de façon à créer la flexion de la partie flexible de la gorge, la partie en relief sur l'empreinte formant une contre-dépouille par rapport à la partie flexible de la gorge. Cela revient à dire qu'il faut faire subir une flexion à la partie flexible de la gorge pour démouler la partie moulée.

De façon plus préférée encore, on réalise une gorge comprenant un siège annulaire et au moins deux lèvres flexibles pour la rétention du joint. Celles-ci forment une paroi discontinue sur la partie moulée, plus apte à subir une flexion.

L'invention porte aussi sur un dispositif pour le moulage d'au moins une partie d'un composant creux en matière plastique munie d'un joint et comprenant au moins une empreinte et un noyau mobiles, ayant deux parties en relief complémentaires délimitant un espace pour le moulage de ladite partie, la géométrie de l'espace de moulage étant telle que la partie en relief sur l'empreinte constitue une contre-dépouille par rapport à ladite partie lors du démoulage de celle-ci. Le noyau et l'empreinte sont en outre chacun constitués d'une seule pièce dans l'espace de moulage.

En outre, l'invention porte sur un composant creux pour réservoir à carburant comprenant au moins une partie munie d'un joint, à base de matière plastique et qui ne comprend pas de ligne de joint. Le composant réalise généralement la communication de fluide entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir à carburant. On considère de préférence que le fluide est un gaz (vapeurs de carburant par exemple) ou un liquide (carburant par exemple).

De manière avantageuse et non limitative, le composant peut être choisi parmi une pipette, un embout, une goulotte, un clapet ou une tubulure.

Par réservoir à carburant on considère une enceinte fermée, de folmes diverses, généralement étanche vis-à-vis de l'extérieur et qui peut être équipée de divers accessoires internes ou traversant la paroi de l'enceinte. Le réservoir peut contenir tout type de carburant liquide. En particulier, il peut contenir du carburant pour l'alimentation de moteurs thermiques automobiles et, en particulier, l'essence et le gasoil.

De manière préférée, le joint d'étanchéité est situé dans une gorge exempte de ligne de joint.

Le joint d'étanchéité permet en général de réaliser une obturation étanche à l'interface entre la partie du composant fixée au réservoir et celui-ci. Par obturation étanche, on désigne la faculté d'empêcher la communication de liquide et/ou de gaz entre le composant ou le réservoir et l'extérieur, dans les conditions de température et de pression d'utilisation normale du réservoir.

Le joint torique est avantageusement constitué d'un élastomère, de préférence un fluoroélastomère car cette matière possède de bonnes propriétés de résistance chimique au contact avec des carburants sous forme liquide ou gazeuse.

Il peut se présenter sous différentes foimes. Par exemple, il peut être un joint d'étanchéité torique. Un joint d'étanchéité torique de section circulaire a donné de bons résultats.

Selon l'invention, le composant est essentiellement constitué d'une matière plastique.

Le réservoir à carburant selon l'invention est également réalisé avec une paroi en matière plastique.

Par matière plastique, on entend toute matière polymérique de synthèse, thermoplastique ou thermodurcissable, se présentant à l'état solide dans les conditions ambiantes, ainsi que les mélanges d'au moins deux de ces matières.

Les polymères visés comprennent aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Des exemples de tels copolymères sont, de manière non limitative: les copolymères à distribution aléatoire (copolymères "statistiques"), les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés. Les polymères thermoplastiques, y compris les élastomères thermoplastiques, ainsi que leurs mélanges, sont préférés.

Tout type de polymère ou de copolymère theunoplastique dont la température de fusion est inférieure à la température de décomposition conviennent. Les matières thermoplastiques de synthèse qui présentent une plage de fusion étalée sur au moins 10 degrés Celsius conviennent particulièrement bien. Comme exemple de telles matières, on trouve celles qui présentent une polydispersion de leur masse moléculaire.

Un polymère souvent employé est le polyéthylène. D'excellents résultats ont été obtenus avec du polyéthylène haute densité (PEHD).

On trouve en général dans le composant des polyoléfines, des polyoléfines greffées, des polyesters thermoplastiques, des polycétones, des polyamides et leurs copolymères. On utilise avantageusement du POM (ou poly-oxyméthylène) comme matière du composant.

De manière avantageuse, la paroi du réservoir peut présenter une structure multicouche comprenant au moins une couche d'une matière thermoplastique et au moins une couche en matériau barrière, c.-à-d. un matériau, généralement de nature polymérique, qui possède une très grande imperméabilité à certains liquides et gaz.

On peut incorporer un matériau barrière à l'une des couches de la paroi du réservoir ou insérer à l'intérieur de la structure une couche supplémentaire particulière constituée essentiellement d'un matériau barrière. De préférence, on insère à l'intérieur de la structure une couche supplémentaire constituée essentiellement d'un matériau barrière.

Des exemples de matériaux barrière sont, de manière non limitative: les résines à base de polyamides ou copolyamides, les copolymères statistiques d'éthylène et d'alcool vinylique (EVOH), ou encore les polymères à cristaux liquides thermotropiques tels que les copolyesters de l'acide p-hydroxybenzoïque et, soit de l'acide 6-hydroxy-2-naphtoïque, soit de l'acide téréphtalique et du 4,4'-biphénol (par exemple les copolyesters commercialisés sous la marque XYDAR ).

Le composant peut être en tout matériau de résistance mécanique et chimique (aux carburants) adéquate. Il est, selon l'invention, réalisé en matière plastique. Tout type de matière plastique peut convenir. De préférence, on choisit une matière plastique dont la stabilité dimensionnelle est bonne dans un milieu soumis à des variations de température de l'ordre de plusieurs dizaines de degrés Celsius. On choisit de préférence aussi une matière plastique dont la stabilité dimensionnelle est peu affectée par le contact avec les liquides et les gaz susceptibles d'être contenus dans le réservoir, et qui y est peu perméable. Les polyacétals, les polyamides, les polyesters et les polyhalogénures de vinyle donnent de bons résultats. Des matières plastiques qui conviennent bien sont les polyacétals et en particulier, le POM (ou poly-oxy-méthylène). De manière tout particulièrement préférée, le composant est en matière plastique injectée, c.-à-d. ayant été mise en forme par une technique de moulage par injection sous pression dans un moule.

De préférence, lorsque le composant est à base de polyéthylène, il est traité pour réduire sa perméabilité. Le traitement consiste par exemple en la sulfonation ou la fluoration du composant.

Lorsque le réservoir comprend une couche barrière, de manière préférée, le joint d'étanchéité est en contact avec ladite couche barrière. Le fait que le joint d'étanchéité soit en contact avec la couche barrière de la paroi du réservoir permet de réduire les fuites de gaz ou de liquide à l'interface entre le composant et le réservoir.

L'invention porte aussi sur un procédé pour la fixation d'au moins une partie d'un composant creux en matière plastique sur le pourtour d'une ouverture dans un réservoir à carburant. Au cours de ce procédé, on réalise la partie du composant selon un procédé de moulage comme décrit ci-dessus.

Ensuite on place le joint d'étanchéité sur la partie moulée. Dans une forme de réalisation particulière, il peut s'agir d'un joint d'étanchéité torique placé sur une surface périphérique du composant et, de préférence, dans une gorge.

On fixe ensuite le composant sur le réservoir de manière à ce que le joint réalise l'étanchéité entre la partie moulée et le pourtour de l'ouverture dans le réservoir. Toute technique de fixation connue de l'homme du métier peut être envisagée, comme par exemple la soudure de moyens de fixation du composant sur la paroi du réservoir ou la coopération de ces moyens de fixation avec d'autres moyens de fixation fixés sur le pourtour de l'ouverture dans le réservoir.

L'ouverture peut être réalisée par toute technique connue, par exemple par découpe de la paroi du réservoir.

Les figures qui suivent sont données dans le but d'illustrer l'invention, sans vouloir en restreindre la portée.

Les figures 1 et 2 illustrent un composant selon l'art antérieur; les figures 3 à 5 ont pour but d'illustrer le principe d'une variante préférée de l'invention et les figures 6 à 8, un cas concret d'une telle variante.

Dans la figure 1 on a illustré un composant selon l'art antérieur où un joint d'étanchéité (11) est placé dans une gorge à sa périphérie et est en contact avec un siège annulaire (9) de la gorge. Le joint d'étanchéité (11) est retenu par une partie (10') rigide du composant.

Pour réaliser ce composant, on a procédé à son moulage dans un moule comprenant plusieurs empreintes comme illustrées ((3') et (3")) à la figure 2. Au niveau du plan de joint entre les empreintes (3') et (3"), une ligne de joint (12) est créée lors du moulage, en relief sur le siège annulaire (9).

La figure 3 illustre une réalisation selon l'invention dans laquelle le joint d'étanchéité (11) se trouve dans une gorge dont une partie de la paroi est composée de lèvres (10) flexibles. Aucune ligne de joint n'existe au niveau du siège annulaire (9), zone de contact avec le joint d'étanchéité (11).

Les figures 4 et 5 montrent 2 étapes du procédé de moulage d'une partie d'un composant comprenant une gorge pour un joint (11) (comme illustré à la figure 3). L'empreinte (3) est en une seule partie. Dans la figure 5 on a représenté le démoulage de la partie moulée par un mouvement de l'empreinte (3) tel que les lèvres flexibles (10) subissent une flexion de façon à être démoulées de l'empreinte (3).

La figure 6 illustre la disposition des parties d'un moule lors du moulage d'une partie du composant (4) destinée à être fixée sur un réservoir à carburant. La pièce (1) correspond au noyau mobile tandis que les pièces (2) et (3) correspondent à une pièce intermédiaire (2) et à l'empreinte (3) du moule. Le composant (4) a sa partie moulée (5) destinée à être fixée sur le réservoir, toujours à l'intérieur du moule constitué par les pièces (1), (2), (3).

La figure 7 représente une vue éclatée de ces pièces ainsi que le composant (4) ayant la partie moulée (5) démoulée. La partie (5) comprend une gorge comprenant un siège annulaire (9) et un ensemble de lèvres flexibles (10) qui ont pour rôle de retenir un joint (non représenté).

La figure 8 représente une autre vue éclatée dans laquelle on visualise les parties en relief (6) et (7) respectivement sur l'empreinte (3) et le noyau (1). La flèche (8) indique le sens du mouvement du noyau (1), de la pièce intermédiaire (2) et de l'empreinte (3) lors du démoulage. Le démoulage se déroule en plusieurs étapes: après l'injection de matière dans un espace délimité par le noyau (1) et l'empreinte (3), on retire le noyau (1) de l'empreinte (3) dans la direction indiquée par la flèche (8), puis on déplace la pièce intermédiaire (2) dans la même direction et enfin on démoule la partie moulée en déplaçant l'empreinte (3) selon la même direction indiquée par la flèche (8).

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour le moulage d'au moins une partie (5) d'un composant (4) creux en matière plastique ayant une surface destinée à être en contact avec un joint d'étanchéité au cours duquel on réalise la partie (5) du composant (4) dans un moule comprenant un noyau (1) et une empreinte (3), par moulage dans un espace délimité par le noyau (1) et l'empreinte (3), de façon que la partie (5) moulée ne présente pas de ligne de joint.

2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie (5) moulée comprend une gorge destinée au logement du joint.

3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la gorge comprend une partie flexible.

4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu' É on positionne le noyau (1) dans l'empreinte (3) de façon à créer un espace délimité par deux parties (6, 7) en relief complémentaires du noyau (1) et de 15 l'empreinte (3) ; É on moule dans cet espace la partie (5) du composant (4) comprenant la gorge; É on dégage le noyau (1) hors de l'empreinte (3) ; et É on démoule la partie moulée comprenant la gorge (9) par un mouvement de l'empreinte (3) de façon à créer la flexion de la partie flexible de la gorge, la 20 partie (6) en relief sur l'empreinte (3) formant une contre-dépouille par rapport à la partie flexible de la gorge.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la gorge comprend au moins un siège annulaire (9) et deux lèvres (10) de rétention pour le joint.

6. Dispositif pour le moulage d'au moins une partie (5) d'un composant (4) creux en matière plastique munie d'un joint d'étanchéité et comprenant au moins une empreinte (3) et un noyau (1) mobiles, ayant deux parties (6, 7) en relief complémentaires délimitant un espace pour le moulage de la partie (5), la géométrie de l'espace de moulage étant telle que la partie en relief (6) sur l'empreinte (3) constitue une contre-dépouille par rapport à la partie (5) lors du démoulage de celle-ci, l'empreinte (3) et le noyau (1) étant constitués chacun d'une seule pièce dans l'espace de moulage.

7. Composant (4) creux pour réservoir à carburant comprenant au moins une partie (5) munie d'un joint, caractérisé en ce que cette partie (5) est à base de matière plastique et ne comprend pas de ligne de joint.

8. Composant (4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le joint est situé dans une gorge exempte de ligne de joint.

9. Composant (4) selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la gorge comprend un siège annulaire et au moins deux lèvres (10) de rétention pour le joint.

10. Composant (4) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il est choisi parmi une pipette, un embout, une goulotte, un clapet ou une tubulure.

11. Procédé pour la fixation d'au moins une partie (5) d'un composant (4) creux en matière plastique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 sur le pourtour d'une ouverture dans un réservoir à carburant, comprenant les étapes suivantes: É on réalise la partie (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et/ou à l'aide d'un dispositif selon la revendication 6; É on place un joint sur la partie (5) moulée; on fixe le composant (4) sur le réservoir de manière à ce que le joint réalise l'étanchéité entre la partie (5) moulée et le pourtour de l'ouverture dans le réservoir.