Brevet FR2346144A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne des perfectionnements aux procédés qui sont décrits dans le brevet des E.U.A. NO 3 586 558, en ce qu'elle procure un procédé et un appareil de fabrication simultanée continue d'un certain nombre de pièces allongées en matière élastomère, en relation cte à côte, par réunion d'un certain nombre de ces objets dans un dispositif d'extrusion qui leur applique une couche couvrante de composé élastomère préalablement à leur introduction dans une unité de vulcanisation dont elles sortent dans un état propre à permettre leur séparation facile en pièces distinctes préalablement à leur soumission à d'autres opérations qui les adaptent à l'emploi commercial. Avant la mise au point des procédés qui sont décrits dans le brevet des E.U.A. NO 3 586 558 susmentionné, les efforts qui ont été faits pour produire en continu les tuyaux souples en matière élastomère n'ont été fructueux que dans la mesure révélée dans le brevet E.U.A NO 2 974 713, qui décrit un procédé relativement satisfaisant mais surpassé par celui qui est décrit dans le brevet mentionné en premier. Ce dernier procédé est éminem;n'ent satisfaisant dans les limites de ses possibilités, mais compte tenu des investissements très importants qui sont nécessaires pour la construction et l'entretien de l'appareil nécessaire pour mettre le procédé en oeuvre, le volume de production réalisable a eu tendance à restreindre l'adoption et la commercialisation étendues des procédés dudit brevet E.U.A. Conformément à la présente invention, qui dans sa forme de réalisation préférée peut faire appel pour sa mise en oeuvre à une unité de vulcanisation en lit fluidisé qui est tout à fait similaire à celle qui est suggérée conformément au procédé dudit brevet E.U.A, il est fait appel à un certain nombre d'unités de production préliminaire dont chacune produit une pièce allongée comprenant une composition élastomère et au moins une couche de renfort en fibres textiles ou en un autre matériau convenable.Ces pièces sont ensuite rapprochées l'une de l'autre en continu et reçoivent une couche couvrante de matière élastomère dont le composant élastomère maintient les pièces ensemble pendant leur passage-dans l'unité de vulcanisation, dans laquelle, sous l'effet de la chaleur qui est communiquée aux pièces pendant leur passage dans l'unité, leurs composants élastomères sont vulcanisés de façon à compléter le procédé de fabrication continu. A leur sortie de l'unité de vulcanisation, les pièces peuvent facilement être séparées l'une de l'autre par suppression de leur adhérence mutuelle, ou bien, si on le préfère, on les laisse fixées l'une à l'autre, comme par exemple lorsqu'on envisage de fabriquer un tuyau double utilisable avec des unités de soudage à gaz. Sur la planche de dessins annexée, la figure 1 est une représentation schématique d'une chaîne de fabrication concrétisant les principes de l'invention, dans laquelle l'emplacement physique relatif des différentes unités de fabrication est représenté de manière arbitraire sans intention de limitation, et les différentes unités elles-mêmes ne sont représentées que schématiquement sans restriction a l'un quelconque des attributs physiques que ces représentations peuvent éventuellement suggérer la figure 2 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ;; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle et schématique suivant la ligne 3-3 de la figure 1 la figure 4 est une vue en élévation de côte et schématique, partiellement en coupe transversale, d'un double tuyau souple en matière élastomère qui peut éventuellement être fabriqué par mise en oeuvre de l'invention, et que l'on peut facilement séparer en tuyaux distincts par simple rupture de l'adhérence entre les deux tuyaux, ce qui se fait pendant la fabrication du tuyau double, comme l'indique cette figure la figure 5 est une vue en élévation de devant, partielle et assez schématique, de la matrice d'extrusion, faisant apparaî- tre l'orifice d'extrusion d'un dispositif d'extrusion que l'on peut éventuellement utiliser pour appliquer le revêtement de matière élastomère sur un tuyau double tel que celui qui est représenté sur la figure 4 ; et la figure 6 est une vue correspondante d'une matrice d'extrusion présentant un orifice d'extrusion un peu modifié. Conformément au brevet E.U.A. NO 3 586 558 susmentionné, il est maintenant généralement admis que l'on peut facilement se procurer chez les fournisseurs existants les différentes unités qui sont nécessaires à la fabrication des pièces allongées qui sont décrites ici. Ces unités comprennent des dispositifs d'extrusion permettant la fabrication de pièces allongées en matière élastomère, par exemple des tubes en caoutchouc et des pièces similaires, des tambours de refroidissement permettant de réduire la température de la pièce extrudée pour la rendre moins plastique et donc plus facile à traiter que lorsqu'elle sort à température élevée du dispositif d'extrusion, et des unités de renfort qui permettent d'appliquer sur les surfaces extérieures de la pièce un renfort continu comprenant un filet fibreux, un fi' métallique ou un renfort similaire, suivant un motif spiral à recouvrement, entrelacé ou tissé, suivant les préférence. D'autre part, l'homme de l'art connaît bien maintenant les unités à lit fluidisé, une unité type comprenant une sorte d'auge allongée qui est recouverte par une enceinte convenable et qui renferme une masse de très petites particules solides, appelées dans la technique "ballotini", qui, lorsque l'unité fonctionne, sont maintenues à haute température et dans un état d'agitation constante par de l'air chaud introduit sous forme de jets dans l'auge par des ouvertures pratiquées au fond de l'auge, par exemple dans les interstices de carreaux poreux ou d'éléments similaires, qui peuvent constituer le revêtement intérieur du fond de l'auge, des moyens de chauffage supplémentaires sous la forme d'éléments de résistance électrique ou d'éléments similaires, qui sont parfois noyés dans la masse des ballotini, des commandes convenables (non représentées) étant prévues dans leurs circuits pour permettre le réglage précis de la température de cette masse. A l'orifice de sortie de l'unité à lit fluidisé, il est habituellement prévu un appareil permettant d'enlever de la surface de la pièce produite les particules adhérentes de ballotini et, conformément à la présente invention, on utilise également de préférence un tel appareil. Dans le cadre de la présente invention, il est prévu d'utiliser des unités telles que celles qui viennent d'être décrites, avec certaines modifications de certaines d'entre elles, par rapport aux unités qui sont utilisées conformément au brevet E.U.A. susmentionné, cette modification étant du genre de celles qui peuvent être facilement réalisées par l'homme de l'art sans directives précises. Ainsi, dans la mise en oeuvre préférée de la présente invention, il est fait appel à un certain nombre de dispositifs d'extrusion 1, 1' d'alimentation à froid qui sont disposés de façon à produire en continu, à partir d'un composé élastomère qui est introduit dans ces dispositifs par des moyens convenables quel conques, (non représentés) des tubes T, T' en matière-élastomère qui passent respectivement sur des tambours 2, 2' de refroidissement, refroidis à l'air, ou bien qui sont soumis à un traitement approprié de réduction de température avant d'être introduits dans des unités de renfort 3, 3' et 4, 4'.Ces unités, qui comprennent chacune deux supports 6 portant un certain nombre de canettes C contenant des filets ou un autre matériau de renfort à appliquer sur les tubes extrudés, sont habituellement disposées par deux de façon que les opérations puissent s'effectuer sans interruption. Ainsi, lorsque l'une des unités d'une chaîne est sur le point d'être vidée de son matériau de renfort, l'autre unité est mise en marche, ce qui permet d-'arrêter la première pour la réapprovisionner en canettes pleines de matériau de renfort, et l'apprêter ainsi à reprendre les opérations lorsque l'autre unité est sur le point d'être épuisée. Dans l'exemple représenté et décrit jusqu a présent, il est prévu deux unités de fabrication de tube et de renfort, et les tubes T et T', après avoir reçu la couche ou les couches de renfort appliquées par les unités de renfort, sont réunis et introduits dans un autre dispositif d'extrusion 10 qui est équipé d'une matrice d'extrusion 11 à double orifice (figure 5) dans laquelle les tubes renforcés sont réunis en proximité latérale et une couche 12 de revêtement élastomère est appliquée sur eux alors qu'ils forment une seule et même pièce.D'habitude, la matrice d'extrusion de ce dispositif d'extrusion 10 est réglée de façon à former entre les tubes une fine membrane 14 de matière élastomère, mais dans certains cas, il peut être préférable de diviser l'orifice d'extrusion du dispositif 10 de façon à lui donner la configuration représentée par les orifices 11' de la figure 6, de manière que chaque tube renforcé reçoive un revêtement circonférentiel continu de matière élastomère, et que les tubes ainsi revêtus soient amenés en contact latéral à leur sortie du dispositif d'extrusion 10, moment auquel le caractère collant naturel de la couche de revêtement élastomère non vulcanisée provoque leur adhérence mutuelle pendant le traitement ultérieur. Dans l'un et l'autre cas, les tubes renforcés qui portent alors une couche extérieure de revêtement élastomère circonférentielle continue sont introduits côte à côte dans une unité de durcissement ou vulcanisation 15, dans laquelle, pendant leur passage, de préférence en festons, sur des poulies 16 et 17 et sous, ou parfois sur, des galets de guidage 18, dont le nombre peut éventuellement plus grand ou plus petit que sur les dessins, les tubes sont mis en contact avec les ballotini chauffés et volants B, ainsi qu'à un courant d'air a haute température. Les galets de guidage 18 ne sont pas invariablement nécessaires pour maintenir les tubes enfoncés au-dessous des limites supérieures de la masse de ballotini volants, et on peut éventuellement utiliser ces galets pour maintenir les tubes au-dessous de cette masse, par exemple lorsque des changements imprévus de conditions indiquent qu'il peut être prudent de diminuer le coefficient de transmission de chaleur entre les ballotini et les tubes ; en fait, on peut les supprimer totalement, mais selon l'invention il est préférable de les prévoir dans l'appareil à lit fluidisé même si leur présence peut ne pas toujours être nécessaire. Par suite, le composant élastomère des tubes est vulcanisé et les tubes, après être passés dans l'unité de vulcanisation et après avoir été nettoyés par une unité de nettoyage U qui sert à enlever les ballotini adhérents ou les déchets similaires, peuvent être ou ne pas être séparés, être découpés en longueurs finies de façon à être munis de raccords d'extrémité ou être apprêtés d'une autre manière pour la commercialisation. Le compartiment à lit fluidisé de l'unité 15,dans: lequel le tuyau souple qui passe est soumis à un échange de chaleur avec de toutes petites particules d'un matériau solide relativement marsp'est Ipas indicnsable inerte, est préférable/ l'-on peut peut ire appel pour le remplacer à d'autres types unités de vulcanisation continue, en particulier à un bain de sels dans lequel c'est un récipient à sels fondus qui sert d'unité d'échange de chaleur à la place des particules solides agitées par des jets gazeux d'air traversant le fond d'une auge formé de carreaux poreux. De tels bains de sels, qui peuvent éventuellement contenir un mélange eutectique de sels minéraux à bas point de fusion tel que celui qui est décrit dans "Salt Bath and UHG Methods", de Hans J.Gohlisch, "Rubber Age", April, 1971, p.l et suivantes sont faciles à trouver dans le commerce, tandis que l'on peut faire appel à des éléments chauffants à micro-ondes , comme décrit également dans ce même article, lorsque ce sont des compositions élastomères pouvant être vulcanisées par de tels moyens que l'on utilise. On se rendra compte qu'il a été arbitrairement choisi, pour les besoins de la présente description, des machines à recouvrement 3, 3' et 4, 4' qui sont destinées à appliquer sur les pièces extrudées T et T' un revêtement de renfort sous la forme de filets introduits en spirale ou d'éléments similaires, de préférence de- "mains" contraires, provenant de deux supports successifs et fonctionnant simultanément dans ces machines. On peut éventuel- lement préférer, cependant, d'autres types de renforts, et les machines d'application de ces renforts peuvent être modifiées en conséquence, comme par exemple de façon à appliquer un renfort entrelacé, tricoté, tissé, ou tout autre renfort choisi. Sur la base de l'expérience acquise jusqu'à présent dans l'utilisation pratique de l'invention, il ne semble pas improbable que la capacité des unités d'application du revêtement de renfort dont on dispose actuellement peuvent constituer un facteur limitatif majeur affectant les possibilités de l'appareil dans son ensemble en ce qui concerne la vitesse de fabrication linéaire du tuyau souple.Ainsi, il est parfaitement possible de fabriquer avec les dispositifs d'extrusion dont on dispose, disposés en tandem comme sur les dessins, des tubes en matière élastomère de 9,6 mm de diamètre intérieur à une cadence de plus de 18 m linéaires par minute pour chaque dispositif d'extrusion, mais il peut être difficile dlatteindre une vitesse correspondante dans le poste d'application du revêtement de renfort, dans lequel des filets de renfort en polyester à deux épaisseurs de 1000 deniers peuvent être appliqués par les machines de recouvrement existantes sur des tubes de 9,6 m de diamètre antérieur, pratiquement au pas minimal de 3 cm environ, à des cadences de l'ordre de 18 m/minute, les unités d'application du revêtement de renfort travaillant à 600 tours/minute, et sur des tubes de plus grand diamètre, en utilisant un pas d'autant plus grand il est possible d'atteindre une vitesse linéaire plus grande, il est encore possible de réaliser l'échange de chaleur requis dans l'unité de vulcanisation, notamment s'il s'agit d'une unite à lit fluidisé, à des cadences linéaires encore plus grandes, tandis que le passage simultané de deux tubes reliés latéralement peut se faire à des cadences sensiblement correspondantes, ce qui a pour effet de multiplier sensiblement par le nombre de tubes la quantité linéaire de tuyaux souples renforcés, revêtus et vulcanisés qui peut être produitepar unité de temps, par rapport à celle qui peut être atteinte conformément au brevet E.U.A NO 3 586 558 susmentionné. REVENDICATIONS l. Procédé de fabrication de pièces allongées, qui consiste à extruder en continu et à proximité relativement étroite un certain nombre de pièces allongées contenant un composé élastomère, à appliquer en continu sur les surfaces de ces objets, à mesure de leur extrusion, au moins une couche sensiblement continue de matériau de renfort, à réunir les pièces renforcées parallèlement dans le sens axial , et à appliquer en continu et simultanément sur leur couche de renfort une couche circonférentielle et longitudinale continue de matériau de revêtement élastomère qui réunit les différentes pièces en une même pièce composite et continue dans le sens longitudinal, et à faire ensuite passer en continu cette pièce composite dans un poste dans lequel elle est soumise en continu à un traitement d'échange de chaleur permettant la -vulcanisation des composants élastomères de la pièce composite. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que, après avoir vulcanisé les composants élastomères, on sépare longitudinalement la pièce composite en un certain nombre de pièces allongées distinctes et sensiblement identiques dont le nombre correspond à celui des pièces allongées de matériau élastomère qui ont été extrudées à l'origine. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste dans lequel se fait l'échange de chaleur comprend un lit fluidisé de toutes petites particules solides qui sont maintenues en agitation sensiblement constante par des jets d'un fluide gazeux chauffé. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de revêtement continue est placée de façon à pouvoir être facilement coupée entre les couches de revêtement qui recouvrent les couches respectives de matériau de renfort. 5. Objet composite allongé constituant un produit intermédiaire pour la fabrication d'un tuyau souple en matière élastomère renforcue,comprenant deux tubes en matière élastomère respectivement entourés et enfermés par une couche de matériau de renfort, et une couche de revêtement élastique qui recouvre - ces couches de renfort et qui forme une membrane sectionnable continue entre les couches de revêtement des tubes renforcés.