Brevet FR2384613A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne un procédé perfectionné de vulcanisation d'articles en caoutchouc comprenant un élément métallique, par utilisation d'ultra hautes fréquences (ci-après, en abrégé, MUHF"). On sait qu'il est possible d'utiliser les uHF pour vulcaniser des caoutchoucs tels que le caoutchouc butyle, qui est un copolymere de l'isobutylène et d'une dioléfine telle que l'isoprène ou le butadiène. D'autres caoutchoucs peuvent subir le même traitement t ce sont par exemple le polychloroprône, le caoutchouc naturel, les terpolymeres d'éthylène, de propylène et de diène conjugué (dénommés habituellement E.P.D.M.), le polyisopréne, le polybutadiène, les copolymères de butadiène et de styrène, le caoutchouc nitrile et le caoutchouc polyuréthane. Tous ces caoutchoucs, seuls ou en mélange, peuvent en outre contenir des additifs bien connus des caoutchoutiers, comme la silice, le kaolin, le noir de carbone, ou des activateurs de vulcanisation tels que, par exemple, les oxydes de zinc et/ou de magnésium, ainsi que des plastifiants comme les huiles, par exemple. Les formulations des différentes compositions de caoutchouc sont, en général, fonction de l'utilisation envisagée. Ces formules peuvent etre vulcanisées à l'aide d'appareils engendrant des UHF dans un "tunnel* où circulent, sur un tapis convoyeur, les articles en caoutchouc ayant leur forme définitive. Toutefois, dans le cas où des pièces métalliques sont présentes dans- l'article fini, une dégradation du caoutchouc risque de se produire au voisinage de chaque pièce lors du passage dans le tunnel UHF. On peut certes envisager de vulcaniser alors l'article avant montage de la pièce métallique, mais ceci conduit à modifier les channes de fabrication conventionnelles. Le procédé objet de l'invention apporte une solution pour remédier au problème posé, sans modifier par ailleurs la chaîne de fabrication d'articles en caoutchouc. La présente invention a par conséquent pour objet, dans un procédé de vulcanisation, à l'aide d'UHF, d'articles en caoutchouc comprenant une pièce métallique, le perfectionnement qui consiste à placer, au voisinage de ladite pièce métallique, un isolateur de nature non magnétique apte a arrêter localement la propagation des micro-ondes. Les dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé constituent également des objets de l'invention. On sait que, dans certaines techniques, des articles en caoutchouc sont équipés de pièces métalliques. C'est le cas, par exemple, des chambres à air pour pneumatiques, qui sont équipées de valves permettant d'insuffler de l'air à l'intérieur des chambres, mais la présence de ces valves métalliques dans les chambres à air en caoutchouc s'oppose à la vulcanisation de celles-ci par passage dans des tunnels UHF. Le procédé mis au point par les Demanderesses remédie a' cet inconvénient. I1 sera décrit ci-après dans son application à la vulcanisation des chambres à air pour pneumatiques, mais il doit être entendu, toutefois, que l'invention n'est pas limitée à cette seule application et qu'elle s'étend â tout autre type d'article en caoutchouc comportant des pièces métalliques. Cinq figures sont jointes à la présente description. Sur ces dessins t La figure 1 est une coupe partielle, par un plan perpendiculaire & l'axe, d'une chambre à air classique munie de sa valve t La figure 2 est une coupe analogue, illustrant le principe de l'invention dans son application à des chambres à air de fort diamètre t La figure 3a est une coupe illustrant l'application de l'in- vent ion à des chambres à air de faible diamètre w Les figures 3b et 3c montrent en perspective des exemples de réalisation de blocs isolateurs au sens de la demande t La figure 4 est une vue de dessus d'un tapis convoyeur de machine UHF, muni de blocs isolateurs au sens de la demande t La figure 5 montre, en coupe, un exemple de réalisation d'un bloc isolateur permettant d'accrocher, pour le passage dans le tunnel UHF, l'article en caoutchouc à l'aide de la pièce métallique qu'il contient. La figure 1 représente la partie d'une chambre à air I en caoutchouc butyle, sur laquelle est rapportée la valve 2 permettant de gonfler la chambre à la pression désirée. Cette valve 2 est maintenue en place par un écrou 4 serrant un joint métallique 3 qui écrase les portions 5 de chambre à air contre la base de la valve, assurant ainsi l'étanchéité. Le métal constitutif des trois pièces 2, 3 et 4 esttpar exemple,du laiton, chromé ou non, de l'acier, de l'aluminium, etc... Lorsque la chambre à air munie de sa valve est soumise & vulcanisation par passage dans un tunnel UHF, les Demanderesses ont constaté une forte dégradation du caoutchouc, probablement par brûlure, au voisinage immédiat de la valve. Les Demanderesses font l'hypothèse de l'existence, lors de l'émission des UHF, d'une différence de potentiel élevée entre le joint métallique et la base de la valve 2, différence de potentiel localisée dans un volume très faible et engendrant des densités de puissance telles qu'on peut atteindre la tension dite de "claquage", qui serait alors la cause de la dégradation du caoutchouc dans cette zone. Sur la figure 2, on retrouve les éléments principaux de la figure 1. Seul le joint 3 (figure 1) est modifié et remplacé par une bague 6,de forme carrée ou circulaire, par exemple, de dimension principale -ce terme désignant le coté du carré ou le diamètre du cercle- plus importante que celle du joint 3 de la figure 1. Ainsi les portions 8 de la chambre à air comprises entre la bague 6 et la base de la valve 2 sont plus importantes que les portions 5 précédemment décrites (figure 1). Les Demanderesses ont constat qu'en choisissant convenablement la dimension principale de la bague 6, le phénomène de dégradation observez auparavant n'existe plus t cette dimension principale doit être telle que les microondes ne puissent plus se propager dans cette zone t elle peut prendre des valeurs égales à une fraction -la moitié ou le quart par exemple- de la longueur d'onde utilisée. La bague 6 joue donc ici le rôle d'isolateur permettant d'arrater localement la propagation des micro-ondes. Le matériau constitutif de cet isolateur doit être non magnétique s c'est ainsi que l'on peut utiliser du laiton, certains aciers inoxydables ou des alliages non magnétiques, de l'aluminiui, etc... Cette solution remoud donc paràitement le proclame de la dégradation du caoutchouc au voisinage de la valve. Elle présente une limitation, dans ses applications, due aux dimensions de la bague 6. En effet, il est courant d'utiliser, pour la vulcanisation, des micro-ondes de longueur d'onde égale à environ 122 rin ou 328 mxs la dimension principale de l'isolateur devrait donc être environ 31 ou 82 mm (quart de la longueur d'onde) voire plus grande (61 ou 164 mm, moitié de la longueur d'onde). Une telle solution n'est donc envisageable que pour des chambres à air de fort diamètre. Les Demanderesses ont donc imaginé un moyen plus adapté aux chambres à air de faible diamètre t c'est ce qu'illustre la figure 3a,où l'on retrouve la portion de chambre à air 1, la valve 2, le joint métallique 3 et l'écrou 4 de la figure 1. L'isolateur non magnétique est ici constitué par un bloc creux 7,de forme extérieure cubique ou cylindrique, représenté en perspective sur les figures 3b et 3c, ou même parallélépipédique (la base étant cependant de forme carré) et possédant une surface supérieure borgne 12. La dimension principale dudit bloc (rayon du cercle de base, côté du carré, etc...) doit satisfaire aux critères énoncés lors de la description de la figure 2. Le bloc 7 peut s'appuyer soit sur la chambre à air elle-meme, comme illustré à la figure 3a, soit directement sur le joint 3. Grâce a la présence de ce bloc creux, les parties 9 de caoutchouc comprises entre les surfaces métalliques de la base du bloc 7 et du joint 3, d'une part, et la base de la valve 2, d'autre part, ont des dimensions supérieures aux portions 5 de la figure 1, et la présence du bloc isolateur permet ainsi d'éviter la dégradation du caoutchouc au voisinage de la valve 2. La figure 4 montre que la mise en oeuvre de blocs isolateurs est très aisée. Sur le tapis convoyeur 10 devant circuler dans le tunnel UHF de la machine à vulcaniser, on a fixé plusieurs blocs isolateurs 7 par leur surface borgne supérieure. Les isolateurs peuvent être réunis entre eux par une liaison métallique qui les met au même potentiel électrique s cet ensemble forme alors,dans un tunnel à micro-ondes, une ligne coaxiale continue. Dans la cavité des blocs isolateurs, comme illustré par la figure 5, on peut prévoir des moyens permettant d'encliqueter la pièce métallique présente dans l'article en caoutchouc à vulcaniser t pour une valve de chambre à air, par exemple, ces moyens peuvent consister en deux ou plusieurs lames-ressorts 11, appuyant les unes vers les autres et entre lesquelles il suffit de pincer l'extrémité de la valve, qui entralnera ainsi la chambre à air vers le tunnel UHF t à la sortie de celui-ci, il sera très aisé de désolidariser la valve du bloc isolateur. Dans cette forme de réalisation, le bloc isolateur a donc deux fonctions combinées : isolation de la pièce métallique et préhension de celle-ci en vue de ltentrainement de l'article en caoutchouc. I1 doit être entendu que les moyens d'accrochage utilisés dépendent de la forme de la pièce métallique présente dans l'article en caoutchouc, et que des moyens variés peuvent être utilisés pour fixer une même pièce métallique. Comme il a été dit précédemment, le procédé selon l'invention peut s'appliquer à tout article de caoutchouc comprenant une pièce métallique et n'est nullement limité aux chambres à air munies de valves. I1 peut, par exemple, être utilisé dans le cas du préchauffage d'ébauches de caoutchouc munies de pièces métalliques, telles que le bandage de roues avec leur noyau. Il peut également s'appliquer à toute ébauche de caoutchouc contenant des inserts métalliques. REVENDICATION3 1.- Procédé de vulcanisation d'articles en caoutchouc présentant une pièce métallique, par passage en continu de ces articles dans un tunnel à ultra-hautes fréquences, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on place au voisinage de ladite pièce métallique, avant l'introduction de l'article dans le tunnel à ultra-hautes fréquences, un isolateur de nature non magnétique apte à arrêter localement la propagation des micro-ondes. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolateur est une bague d'un diamètre égal à une fraction de la longueur d'onde des micro-ondes utilisées. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolateur est un bloc creux de forme cubique, cylindrique ou parallélépipédique, possédant une surface supérieure borgne, et dont la-dimension principale est égale à une fraction de la longueur d'onde des micro-ondes utilisées. 4.- Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite fraction est le quart ou la moitié de la longueur d'onde des micro-ondes utilisées. 5.- Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesaits blocs sont solidaires, par leur surface supérieure borgne, du tapis convoyeur circulant dans le tunnel à ultra-hautes fréquences. 6.- Procédé selon l'une des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits blocs sont munis de moyens pour solidariser les articles en caoutchouc auxdits blocs durant leur passage dans le tunnel à ultra-hautes fréquences. 7.- articles en caoutchouc vulcanisé comprenant une pièce métallique, caractérisés en ce que le caoutchouc a été vulcanisé par un procédé selon l'une des revendications 1 à 6. 8.- Tapis convoyeur pour machines à ultra-hautes fréquences pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs blocs isolateurs solidaires du tapis par leur surface supérieure borgne. 9.- Application d'un procédé selon la revendication 6 à la vulcanisation des chambres à air munies de leur valve, caractérisée en ce que lesdits moyens de solidarisation agrippent lesdites valves.