Brevet FR2248147A1 — publié le 19750516

La présente invention concerne le durcissement d'articles de caoutchouc. On durcit normalement les articles de caoutchouc dans des moules ou dans des autoclaves, séparément ou par séries, ce qui implique d'utiliser un appareillage lourd de forte capacité calorifique et nécessite une fabrication stade par stade, par exemple par charges. La forte capacité calori- fique de l'appareillage implique un gaspillage d'énergie calorifique très important, du fait qu'il ne faut théoriquement chauffer que le caoutchouc a' durcir, et le procédé prend du temps, i cause des retards éprouvés dans le procédé stade par stade, par exemple au cours de l'accumulation de charges. Les articles peuvent également être contaminés pendant qu'ils sont au stade d'attente du processus de durcissement. On notera également- que l'appareillage lourd requis est difficile à manipuler et comateux et que, de plus, il encombre beaucoup la surface du sol de l'atelier. L'invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés pour durcir un articlede caoutchouc, ainsi qu'un article perfectionné en caoutchouc durci. Selon un premier aspect de l'invention, un procédé de durcissement d'un tronçon de caoutchouc comportant un revAetement métallique consiste å faire passer ce tronçon à travers une région de durcissement et a' produire de la chaleur en fournissant de l'énergie électrique au revêtement métallique se trouvant dans la région de durcissement, la chaleur étant transmise à l'intérieur du caoutchouc pour effectuer un durcissement au moins partiel dudit caoutchouc. Le revêtement métallique mentionné dans le paragraphe précédent peut être une couche superficielle ou bien ce peut astre une couche intermédiaire, une autre couche ou d'autres couches étant disposées à côté d'elle. Le tronçon continu de caoutchouc peut être plein ou tubulaire, par exemple se présenter sous la forme d'une partie d'un tuyau, flexible comme son revêtement intérieur, ou bien le tube peut constituer un revetement isolant pour un câble électrique. Le revêtement métallique peut être constitué par du fil métallique tricoté, tressé, enroulé en spirale ou tissé, par exemple en acier à haute résistance à la traction, ou bien il peut être en feuille, par exemple sous la forme d'un feuil mince, par exemple appliqué a un câble électrique gainé ou blindé. L'énergie électrique peut Aetre fournie au rev8- tement métallique pour engendrer de la chialeur, directement par branchement d'une alimentation électrique en courant alternatif ou continu sur le revêtement lorsque le revêtement est une couche superficielle ; l'alimentation peut être branchée par l'intermédiaire des parties métalliques d'appareils, tels qu'une machine à tresseur, destinée à former le revêtement métallique et l'une au moins des connexions avec l'appareil peut être ajustable de façon que l'on puisse ajuster a tout instant la longueur de revetement métallique recevant de l'énergie électrique. On notera que l'on peut ajuster par ce moyen la durée de durcissement d'un tronçon de caoutchouc, pour une vitesse de passage continue donnée à travers un appareil de durcissement. En variante, au lieu ou en plus de 11 ajustement du tronçon du revêtement métallique recevant de l'énergie électrique, on peut ajuster l'énergie électrique fournie au cours de toute période donnée de façon à assurer un degré de durcissement requis, par exemple au moyen d'un transformateur à sortie réglable ou au moyen d'une résistance électrique. On notera :'avec un revAetement e:e fil métallique, on peut faire subir au fil un stade de préchauffage avant de l'appriquer au caoutchouc pour former un revêtement. Selon une variante d'agencement, on peut fournir l'énergie électrique au revêtement indirectement au moyen d'une bobine d'induction entourant le revêtement métallique de façon que des courants électriques soient induits dans le revêtement métallique et que de la chaleur soit engendrée pour durcir le caoutchouc. Dans cet agencement, le revêtement peut être une couche superficielle ou une couche intermédiaire. Pendant la période de chauffage du revêtement métallique, on peut enfermer le tronçon subissant lteffe de la chaleur dans une chambre contenant un gaz inerte pour empêcher l'oxydation ou d'autres détériorations du métal chauffé. Le-tronçon de caoutchouc recouvert de métal peut Entre pourvu d'un revêtement extérieur de matière polymère, par exemple de caoutchouc, de matière thermoplastique, par exemple de nylon, de chlorure de polyvinyle ou de polyuréthane, par extrusion ou par l'application d'un revêtement liquide ou en poudre que l'on gélifie ou l'on fond, respectivement, ensuite pour former le revêtement. Dans ces deux derniers cas, on peut utiliser un mélange de caoutchouc vulcanisable, liquide ou en poudre. On peut appliquer le revêtement extérieur alors que le caoutchouc revêtu de métal conserve encore la chaleur provenant du traitement de durcissement. Selon un autre aspect de l'invention, un appareil destiné à durcir un tronçon de caoutchouc comportant un revêtement métallique comprend des moyens pour appliquer un revêtement métallique au tronçon de caoutchouc, et des moyens pour faire passer un courant électrique dans le revêtement métallique pour chauffer le revêtement métallique et effectuer au moins un durcissement partiel du caoutchouc. L'invention a également pour objet des articles de caoutchouc, par exemple du tuyau flexible, produits par le procédé et l'appareil selon l'invention. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une représentation schématique d'un procédé de production sur un mandrin dtun long tronçon continu de tuyau hydraulique flexible à gaine tressée ; la figure 2 représente une chambre cylindrique à gaz inerte destinée à entourer le tuyau flexible pendant le durcissement ; la figure 3 représente schématiquement une variante de procédé de durcissement du long tronçon continu de tuyau. Une bobine 1 supporte un long tronçon continu de mandrin flexible 2 de 1,27cm de diamètre, en nylon en polyéthylène (réticulé), en polypropylène ou en une autre oléfine, ou bien en une autre matière appropriée. En variante, le mandrin peut être en acier flexible. Le mandrin est amené de la bobine 1 à travers une glacière 3 qui le refroidit, dans un but qui ressortira de la suite de la description. Le mandrin refroidi traverse alors la filière 4 d'une extrudeuse à caoutchouc 5 qui extrude de façon continue un tube 5a de revêtement intérieur de caoutchouc non vulcanisé sur le mandrin, d'une épaisseur de tordre de 2 à 2,20 mm, le caoutchouc chaud se refroidissant rapidement, au contact du mandrin glacé. La mandrin recouvert de caoutchouc traverse alors une machine classique 6 de tressage de fil d'acier de forte résistance à la traction classique comportant un grand nombre de bobines porteuses du fil, les différents fils 7 passant sur un anneau de support commun 8 qui les amène sur le revêtement de caoutchouc 5a porté par le mandrin pour produire une gaine tressée. Le mandrin comportant une gaine tressée et un revêtement en caoutchouc passe alors à travers un dispositif d'étirage 9 comprenant deux chemins de roulement opposés 9a et 9b du type à chenilles qui entrent en contact avec des cités opposés du revêtement intérieur Sa comportant une gaine tressée, le déplacement étant effectué par la rotation simultanée des chenilles qui sont fabriquées en un métal conducteur, dans un but qui ressortira de la suite. Les chemins de roulement ou chenilles sont ensemble ajustables longitudinalement en position pour modifier la longueur du revêtement tressé compris entre eux-mtmes et l'anneau de support 8. Des connexions électriqueswlOa, lOb partant d'un transformateur 11 comportant une sortie de 24 V et fournissant 52 A sont réalisées entre l'anneau de support 8 et les chemins de roulement 9a et 9b ajustables longitudinalement, la longueur comprise entre eux constituant une région d durcissement pour le revêtement de caoutchouc, comme on l'expliquera, et étant réglée à un écartement de 8,5 m typiquement dans le cas d'un tuyau flexible du diamètre et de l'épaisseur de paroi précités traversant la région de durcissement à une vitesse de 60 cm par minute. Cela entratne une température de durcissement de l'ordre de 1400C. Une second extrudeuse 12 est prévue pour extruder un revêtement de nylon thermoplastique sur'la gaine tressée alors que cette gaine est encore chaude. Le tuyau comportant une gaine tressée et un revêtement est alors amené à l'ensemble (non représenté) d'un dispositif d'extraction de mandrin et d'un appareil de bobinage. Pendant le fonctionnement de l'appareil décrit, le revêtement à gaine tressée subit, en passant par la région de durcissement, une opération de durcissement en raison de l'énergie électrique fournie au fil métallique de guipage qui est ainsi chauffé et de la chaleur est transmise pour durcir le revêtement. On notera que > du fait que l'énergie électrique est fournie directement à la gaine tressée, il ne se perd pas de chaleur par l'appareillage auxiliaire comme dans les formes de durcissement classiques. Ainsi, Dn obtient une grande économie de chaleur, et l'on économise de grand frais d'investissement. En outre, on peut modifier simplement et rapidement le degré de durcissement appliqué au revetements par ajustement de l'alimentation électrique du fil de guipage à partir du transformateur, et/ou on peut modifier la longueur de la région de durcissement en ajustant la position des chemins de roulement(chenilles) 9a, 9b ; cn notera qu'il n'y a pas d'inertie thermique notable pour retarder la réponse à l'ajustement de la vitesse de durcissement, comme ce serait le cas lorsqu'on utilise un appareillage métallique lourd. On notera que l'on chauffe préalablement le tronçon de fil, partant de l'anneau de support 8, à tresser sur le revêtement de façon que, lorsque le fil métallique est tressé ou guipé sur le revêtement, il soit déjà à une température de durcissement, en général d'environ 14000. Du fait que le durcissement a liéu continuellement pendant la fabrication du tuyau flexible, il n'est pas question de mettre en jeu des techniques de durcissement en discontinu ; le durcissement a lieu par une opération continue de la machine à tresser à la machine de revêtement. Cela entraRne de nombreux avantages. On peut prévoir une seule machine fournis- sant un mandrin flexible, un revêtement extrudé et une gaine tressée,effectuant le durcissement, assurant l'extraction du mandrin de revetement extrudé et effectuant le bobinage, au lieu d'avoir à prévoir plusieurs machines séparées et plusieurs stades séparés. Le fil métallique chaud permet au revoetement de caoutchouc de pénétrer dans les interstices de la gaine tressée et la contraction subséquente du fil lors du refroidissement tasse la gaine tressée sur le revêtement. Cela permet d'utiliser des tensions élastiques inférieures sur l'appareillage de tressage, les fortes tensions utilisées antérieurement étant la source de difficultés considérables dans la production. Lorsque le processus de tressage et de durcissement sont séparés par un intervalle de temps considérable, comme c'était antérieurement le ces lorsque le durcissement était une opération discontinue entièrement indépendante du tressage, l'oxydation et le ternissement du fil de guipage et, parfois, la contamination du fil rendaient peu sûr le procédé de revêtement du tuyau flexible subséquent. Cependant, le pro-cédé selon l'invention est un procédé en continu, l'oxydation ou la contamination du fil n' ayant pas le temps de se produire. Comme il ressort de la figure 2, pendant le durcissement du revêtement tressé 5a, la gaine de fil tressé est entourée par une chambre cylindrique coaxiale 13, isolée hermétiquement à chaque extrémité par des joints 14 contre la surface extérieure de la gaine tressée ; cela permet au tuyau flexible de traverser les joints, progressivement et de façon continue, la chambre cylindrique remplie d'un gaz inerte par une ouverture 15 constituant une précaution supplémentaire contre le ternissement ou l'orydation qui peut avoir une influence sur la fiabilité et l'uniformité des opérations de guipage subséquentes. Un autre avantage de l'invention consiste en ce qu'en raison de l'application directe de la chaleur de durcissement à travers la gaine de fil tressé, le mandrin est chauffé dans une mesure moindre que dans le cas avec des procédés connus antérieurement, impliquant le chauffage prolongé du 'tuyau et du mandrin, par exemple dans un' autoclave. Néanmoins, la quantité de chaleur appliquée au mandrin, dans le procédé selon l'invention, permet une dilatation suffisante du mandrin, qui a un coefficient de dilatation plus élevé que le revê- tement de caoutchouc ou la gaine de fil métallique tressé, pour produire au cours du durcissement une force de tassement contre l'intérieur du revêtement qui est résserré par la gaine de fil tressé extérieure. Selon une variante de préchauffage, représentée sur la figure 3, au lieu d'appliquer directement de l'énergie électrique à la gaine de fil tressé, on place une bobine d'induction cylindrique 16 coaxialement autour du tuyau, tout près de la gaine tressée, de sorte qu'un courant électrique envoyé dans la bobine d'induction induit de l'énergie électrique dans la gaine tressée qui élève suffisamment sa température pour effectuer le durcissément du revêtement intérieur. Pour réduire la longueur totale de l'appareillage, on peut éviter un trajet d'amenée de revêtement intérieur, car le revêtement gainé peut, grâce au mandrin flexible, suivre un parcours sinueux ou changer de direction, d'une direetion horizontale dans laquelle il sort de la machine, à une direction verticale, pour effectuer le durcissement ; ces agencements permettent souvent de réaliser des économies considérables d'encombrement au sol. Selon une variante, on remplace le dispositif d'amenée à chenilles par un cabestan entraîné mécaniquement autour duquel est amené le revêtement intérieur tressé pour formerun seul enroulement, avant que le revêtement tressé ne subisse un processus de recouvrement ; l'ajustement de ltemplacement du cabestan par rapport à l'anneau de guipage permet de modifier la longueur du revêtement tressé subissant le durcissement et le tambour du cabestan peut être utilisé pour assurer la connexion électrique avec le fil tressé avec lequel il est en contact direct. On notera que l'invention a été décrite en liaison avec différents articles d'appareillage de fabrication de tuyau flexibles et quton peut ou non les utiliser, l'invention résidant, dans son sens le plus large, dans l'amenée d'énergie électrique au revêtement métallique d'un article de caoutchouc pour le durcir. REVENDICATIONS 1.- Procédé de durcissement d'un tronçon de caoutcouc comportant un revêtement métallique, caractérisé en ce que l'on fait passer le tronçon à travers une région de durcissement et l'on produit de la chaleur en fournissant de l'énergie électrique au revêtement métallique qui se trouve dans la région de durcissement, la chaleur étant transmise à l'intérieur du caoutchouc pour effectuer un durcissement au moins partiel du caoutchouc 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fournit de l'énergie électrique supplémentaire d la -matière du métal de recouvrement avant de donner à cette matière la forme d'un revetement entourant le tronçon de caoutchouc à durcir. ).- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fournit de lténergie électriquement directement au revêtement métallique en reliant le revêtement métallique à une source d'énergie électrique. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on relie le revetement métallique à la source d'énergie électrique par l'intermédiaire de parties électriquement conductrices d'appareils destinés à former le revêtement métallique. 5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on effectue la liaison du revêtement métallique avec la source d'énergie électrique par l'intermddiaire-de moyens mobiles agencés pour contacter le revêtement métallique mobile. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un moyen mobile disposé au contact du revêtement mobile est ajustable en position par rapport à d'autres moyens par lesquels le revêtement métallique est relié à la source d'énergie électrique, de façon à permettre la variation de la longueur de caoutchouc à durcir. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise des moyens pour tirer le tronçon de caoutchouc à travers des moyens de formation du revêtement métallique pour relier le revêtement métallique à la source d'énergie électrique. a.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on applique de l'énergie électrique indirectement au revêtement métallique au moyen d'une bobine d'induction entourant le revêtement métallique. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on peut modifier la vitesse de durcissement en ajustant le taux auquel l'énergie électrique est fournie au revAetement métallique. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le revêtement métallique est formé de fil métallique appliqué au tronçon de caoutchouc. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le revêtement métallique est constitué par du métal en feuille. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1- à 11, caractérisé en ce qu'au moins une proportion importante du tronçon subissant le durcissement est enfermée dans une chambre pendant le chauffage. 13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la chambre est remplie dlun gaz inerte. 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à -13, caractérisé en ce que l'on applique un revêtement de matière polymère au revêtement métallique après le traitement de durcissement. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que on applique le revêtement alors que le revêtement métallique garde encore la chaleur provenant du traitement de durcissement; 16.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on l'applique à la fabrication d'un tuyau flexible. 17. - Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le tuyau flexible est formé sur un mandrin, ledit mandrin étant refroidi avant qu'un tronçon de caoutchouc ne lui soit appliqué. 18.- Tronçon de caoutchouc comportant un revêtement métallique, caractérisé en ce qu'il a été obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications I à 17 19.- Tuyau flexible, earactérisé en ce qu'il a été fabriqué par un procédé selon l'une quelconque aesrevendications I à 17. 20.- Câble électrique, caractérisé en ce qu'il a été fabriqué par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17. 21.- Appareil destiné à durcir un tronçon de caoutchouc comportant un revêtement métallique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour appliquer un revêtement métallique au tronçon de caoutchouc, et des moyens pour faire passer un courant électrique dans le revêtement métallique pour chauffer ce revêtement et effectuer au moins un durcissement partiel du caoutchouc. 22.- Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens pour faire passer un courant électrique dans le revêtement métallique comprennent des bornes associées à une alimentation électrique et pouvant être disposées au contact de la matière du revêtement métallique en des positions séparées le long du tronçon de caoutchouc. 23.- Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'une des bornes au moins comprend des moyens pour tirer une longueur de caoutchouc à travers des moyens de formation d'un revêtement métallique sur un tronçon de caoutchouc. 24.- Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens pour faire circuler un courant électrique dans le revêtement métallique comprennent une bobine d'induction.