Brevet FR2546446A1 — publié le 19841130

La présente invention concerne la fabrication de pneumatiques et un dispositif utilisé pour cette fabrica- tion. Des pneumatiques sont assemblés à partir de nombreux composants séparés qui doivent chacun être profilés avec précision et positionnés de façon correcte dans le pneumatique final Le maintien des profils nécessaires et l'obtention d'une précision suffisante dans le positionnement des composants sont extrêmement difficiles à obtenir en pra- tique du fait de la nature facilement déformable de la matière non vulcanisée qui est utilisée et des changements de formes qui sont exercés sur le pneumatique en cours d'assem- blage. D'une manière classique,"des pneumatiques sont assemblés ou tout au moins partiellement assemblés sur un tambour plat et ils sont ensuite profilés à la forme toroldale nécessaire Ensuite le renforcement de bande de roulement et le caoutchouc de bande de roulement sont mis en place pour compléter une carcasse verte sans sculpture qui est ensuite placée dans un moule à sculptures o une pression interne est utilisée pour refouler le caoutchouc de bande de roulement dans les sculptures du moule Dans le cas de gros pneumatiques tels que des pneumatiques de camions ou d'engins de terrasse- ment, de gros volumes de caoutchouc sont déplacés dans cette étape finale de moulage Les étapes de profilage et de moulage provoquent toutes deux un mouvement des composants et un reprofilage des composants qui ne peuvent chacun pas être contrôlés avec précision et il en résulte des pneumatiques incorrects. Dans la demande de brevet déposée par la Deman- deresse au Royaume Uni sous le numéro 8 301 098 le 15 Janvier 1983 et qui est maintenant remplacée par la demande de brevet U.K, ne 8 400 822, on a décrit un procédé et un dispositif pour la fabrication de pneumatiques de véhicules, qui assurent un positionnement efficace des composants lors de l'assemblage du pneumatique et un maintien des positions des composants lors de la vulcanisation du pneumatique. Le procédé d'assemblage de pneumatique décrit dans ladite demande de brevet consiste à remplir la cavité de bande de roulement d'un moule annulaire à sculptures d'une composition non vulcanisée pour bande de roulement de manière que la bande de roulement soit pourvue des sculptures finales nécessaires et soit retenue ainsi dans le moule, à profiler la surface radialement intérieure de la bande de roulement à un premier profil ayant la forme nécessaire pour la réception et le positionnement d 5 un renfort de bande de roulement, à monter le renfort dans le premier profil établi, à lier l'ensemble formé par la bande de roulement et le renfort, à profiler la surface radialement intérieure de l'ensemble à un second profil ayant la forme nécessaire pour recevoir une carcasse de pneumatique, à positionner la carcasse de pneumatique, qui n'est pas complètement profilée, à l'intérieur de et coaxialement au moule annulaire-à bande de roulement, à profiler encore la carcasse de manière que la carcasse forme une couronne qui entre en contact avec et adhère sur le second profil, à compléter l'assemblage du pneumatique, à vulcaniser le pneumatique assemblé et à enlever le pneumatique final du moule à bande de roulement. Dans un procédé préféré, la cavité de bande de roulement est remplie en donnantala composition de bande de roulement la forme d'un anneau sur un élément porteur comprenant une vessie pneumatique annulaire gonflable posi- tionnée sur un tambour porteur cylindrique éloigné du moule à bande de roulement, l'élément porteur étant ensuite déplacé axialement jusque dans le moule et la vessie pneumatique étant gonflée par une pression d'air afin de produire une expansion radiale de l'élément porteur et d'effectuer un remplissage de la cavité de bande de roulement en refoulant la composition de bande de roulement dans la cavité. On a maintenant trouvé qu'un gonflage de la vessie pneumatique ne peut pas toujours se produire d'une manière complètement uniforme et que par exemple la vessie pneumatique peut se déformer ou s'infléchir en cours de gonflage, avec pour résultat que la composition de bande de roulement n'est pas positionnée avec précision dans la cavité réceptrice. La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient précité des éléments porteurs connus. En conséquence la présente invention concerne un dispositif pour assurer l'expansion d'un composant annulaire de pneumatique sous forme d'un anneau, comprenant un récipient sous pression annulaire, expansible et gonflable qui est formé par une vessie gonflable fixée sur un tambour porteur cylindrique et des moyens de guidage pour contrôler avec précision et d'une façon prédéterminée la position axiale de la vessie par rapport au tambour porteur. Les moyens de guidage peuvent comprendre une pluralité de broches s'étendant radialement, montées sur le tambour porteur et fixées sur la vessie à l'extrémité radiale- ment extérieure de chaque broche Les broches peuvent être montées de façon coulissante dans le tambour porteur ou bien elles peuvent être des tubes télescopiques. Les broches peuvent être placées entièrement à l'intérieur du récipient sous pression ou bien elles peuvent faire saillie au travers de joints d'étanchéité dans le tambour porteur. La vessie gonflable est de préférence sensible- ment plus large que le composant à expanser et elle comprend, dans les zones axialement extérieures de la vessie, c'est-à- dire sur le côté extérieur de la zone de maintien de composant, des bandes annulaires additionnelles de matière de renforce- ment destinées à limiter l'expansion radiale de la vessie et à obliger cette vessie à se dilater plus rapidement au centre de la zone de maintien de composant. L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée, seulement au moyen d'un exemple, en référence au dessin schématique ci-joint sur lequel la figure unique est une vue en coupe d'un moule annulaire à sculptures pour bande de roulement, l'élément porteur étant représenté respec- tivement dans ses conditions de contraction et de gonflage dans les parties supérieure et inférieure du moule. Un moule pouf bande de roulement 1, représenté en partie sur le dessin cijoint, convient pour un pneumatique radiale de camion et comprend une série de segments de moule 2 positionnés bout à bout et placés à l'intérieur d'un anneau porteur 3 en acier de façon à former la cavité annulaire nécessaire pour le moulage de la bande de roulement Les segments de moule 2 sont verrouillés en position par des boulons de blocage ( non représentés), mais ils peuvent être démontés lorsque cela est nécessaire, et ils sont en outre positionnés dans l'anneau porteur 3 par des épaulements 4. La surface radialement intérieure des segments 2 du moule à bande de roulement comporte un motif de sculptures femelle 5 servant à mouler les sculptures dans la bande de roulement du pneumatique à réaliser. Un élément porteur 6 servant au remplissage de la cavité de bande de roulement avec le volume nécessaire de caoutchouc non vulcanisé 7 comprend un tambour porteur cylindrique 8 et une vessie annulaire gonflable 9 qui forment ensemble un récipient sous pression radialement expansible. Le moule 1 et le tambour 8 sont alignés coaxialement et le tambour 8-est déplaçable axialement par des moyens ( non représentés) entre une première position dans laquelle le tambour 8 et la vessie 9 sont situés complètement à l'extérieur du moule 1 et une seconde position dans laquelle le tambour 8 et la vessie 9 sont placés à l'intérieur du moule 1. La vessie 9 comprend une bande 10 de caoutchouc radialement renforcée par une carcasse de tissu de rayonne qui s'étend autour de la surface extérieure du tambour 8. Chaque bord de la bande 10 est additionnellement renforcé par un ruban annulaire de tissu 11 comprenant un ensemble de câbles métalliques parallèles inclinés d'un angle de 22 par rapport au plan médian circonféreniiel de la vessie 9 La bande 10 a une largeur axiale sensiblement supérieure à la largeur axiale de la surface extérieure du tambour et elle est repliée sur elle-même sur chaque bord et bloquée sur l'extrémité adjacente du tambour au moyen deanneaux de retenue 12 démon- tables La partie centrale de la vessie, c'est-à-dire la partie qui constitue la partie de support de composant, comporte un recouvrement formé d'un tissu en rayonne élastique ( non revêtu) ou une autre couche superficielle non collante. Le tambour 8 comprend un tube d'acier 13 pourvu d'une rangée centrale de trous 14 espacés circonférentielle- ment Chaque trou 14 est aligné avec un tube de guidage respectif 15 s'étendant radialement et fixé sur la surface intérieure du tube 13 Chaque tube 15 contient une broche de guidage 16 pouvant coulisser dans celui-ci Chaque broche 16 est rendue étanche par rapport au tube associé 15, par exemple au moyen d'une bague torique ( non représentée) et elle est fixée par son extrémité radialement extérieure sur la surface intérieure de la bande 10 Le tambour 8 comprend en outre une valve 17 pour l'introduction d'un fluide de gonflage, par exemple de l'air, servant à gonfler la vessie 9. L'élément porteur 6 a un rayon minimal RI, quand la vessie 9 est dégonflée, qui est inférieur au rayon minimal R 2 du moule d'une valeur suffisante pour permettre à l'élément porteur 6 et à la bande de roulement 7 en caoutchouc non vulca- nisé d'être insérés dans le moule 1. On va maintenant décrire de façon plus détaillée le fonctionnement de l'élément porteur 6 pour remplir le moule 1 du caoutchouc 7 de bande de roulement L'élément porteur 6 se trouvant dans la première position placée à l'extérieur du moule et la vessie 9 étant dégonflée, la matière nécessaire 7 pour la bande de roulement est mise en place sur la surface extérieure de la vessie, par exemple par extrusion d'une bande de caoutchouc non vulcanisé qui est enroulée autour de la bande 10 de façon à créer la section nécessaire de bande de roulement ou bien par extrusion d'une bande de caoutchouc non vulcanisé correspondant à la section de bande de roulement et qui est enroulée autour de la bande 10 puis qui est jointe bout à bout. L'élément porteur 6 portant la bande de roule- ment 7 est ensuite déplacé cialement jusque dans sa seconde position à l'intérieur du moule 1 et la vessie 9 est gonflée par de l'air introduit au moyen de la valve 17 Cela produit une expansion de la bande de roulement 7 et son application contre et dans les sculptures 5 du moule 1 Pendant le gonflage de la vessie 9, las broches de guidage 15 positionnent avec précision la vessie par rapport aux sculptures et font en sorte que la bande de roulement 7 soit appliquée avec précision et de façon centrée contre le motif de sculptures Des rubans latéraux 11 font en sorte que la vessie 9 prenne dans l'ensemble une forme ovale comme indiqué lors de son gonflage de manière qu'un contact entre la bande de roule- ment 7 et le motif de sculptures du moule s'établisse progres- sivement dans une direction orientée axialement vers l'exté- rieur depuis le plan médian circonférentiel de la bande de roulement 7 afin d'empêcher un emprisonnement d'air entre la bande de roulement et le motif de sculptures du moule Lorsque la bande de roulement est completement refoulée dans les sculptures du motif 5, la vessie 9 est dégonflée et l'élément porteur 6 est ramené dans sa première position en vue de la mise en place d'une autre bande de roulement 7 destinée à remplir le moule à bande de roulement 1 suivant. La bande de roulement 7 insérée dans le moule 1 comme décrit ci-dessus peut être compactée par une tête de compactage et le moule 1 portant la bande de roulement 7 peut être avancé jusqu'à d'autres étages de conditionnement en vue de la mise en place dg composants additionnels de pneumatique, comme décrit dans la demande de brevet précitée à laquelle le lecteur se réfèrera pour d'autres détails. Il est évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus qui peut être modifié de nombreuses manières Par exemple on peut prévoir plus d'une rangée de broches de guidage espacées circonférentiellement. La vessie 9 peut être fixée sur le tambour par tous moyens appropriés et, dans certaines applications, les rubans de tissu 11 peuvent être supprimés En outre, on peut utiliser plus de rubans de tissu additionnels pour mieux contr 8 ler l'expansion radiale et pour-faire en sorte que le centre de la vessie se dilate jusqu'à toute forme nécessaire. Dans une variante, représentée par des lignes en trait interrompus sur le dessin ci-joint, on élimine le risque d'emprisonnement d'air quand la bande de roulement 7 est refoulée dans le motif de sculptures 4 du moule en assurant l'étanchéité du moule 1 par rapport à l'élément porteur 6 quand ce dernier se trouve dans ladite seconde position au moyen de deux plaques extrêmes de fermeture 18 démontables, de forme annulaire et comportant chacune des bagues toriques 19 pouvant entrer en contact respectivement avec les segments de moule 2 et les anneaux de blocage 12 et en reliant le volume 20 existant entre le motif de sculptu- tes 4 du moule et la vessie 9 avec une source de vide par l'intermédiaire d'un orifice 21 ménagé dans une des plaques de fermeture 18 A mesure que la pression d'air dans le volume est réduite, la vessie 9 est gonflée par la pression d'air atmosphérique par l'intermédiaire de la valve 17 de façon à refouler la bande de roulement 7 à l'intérieur des sculptures du motif 4 du moule. Dans une autre variante, les broches de guidage et les paliers peuvent être placés complètement à l'intérieur du récipient sous pression de façon que les broches ne soient pas soumises à une force radiale orientée vers l'intérieur sous l'effet de la pression d'air agissant dans la zone des broches, ce qui évite l'obligation de prévoir un joint d'étan- chéité pour chaque broche. Une source de vide peut également être prévue pour faciliter l'aplatissement complet de la vessie avant le positionnement du composant sur là vessie. Egalement bien que l'invention ait été particu- lièrement décrite en référence à l'utilisation de l'élément porteur 6 pour assurer l'expansion d'une bande de roulement 7 afin de remplir un motif de sculptures 5 dans un moule annulaire 1 pour bande de roulement, il va de soi que l'élément porteur peut être utilisé pour mettre en place, joindre et profiler tout composant annulaire en matière élastomère capable d'être expansé radialement. Un tel composant peut comprendre un ou plusieurs plis de renforcement La partie de support de composant de la vessie peut avoir une section droite profilée de manière à s'adapter au composant qu'elle doit supporter ou bien de manière qu'elle puisse, lorsqu'elle atteint finalement son profil de gonflage final, donner au composant une forme incurvée et/ou étagée en vue d'une adaptation à des composants placés ultérieurement sur la carcasse. Enfin l'utilisation de vide dans le volume 20 pour gonfler la vessie est particulièrement avantageuse lorsque plusieurs composants doivent être joints ensemble séquentiellement par le fait qu'on évite un emprisonnement d'air dans des interfaces internes de l'article à produire, par exemple un pneumatique, ce qui causerait de sérieux problèmes lors de la vulcanisation ultérieure de l'article assemblé. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour assurer l'expansion d'un composant annulaire de pneumatique sous forme d'un anneau, comprenant un récipient sous pression annulaire, expansible, gonflable qui est formé par une vessie gonflable fixée sur un tambour porteur cylindrique, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de guidage ( 16) pour commander avec précision et d'une manière prédéterminée la position axiale de la vessie ( 9) par rapport au tambour porteur ( 8). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage ( 16) comprennent une pluralité de broches ( 10) s'étendant radialement, montées dans le tambour porteur ( 8) et fixées sur la vessie ( 9) à l'extrémité radialement extérieure de chaque broche ( 16). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les broches ( 16) coulissent dans des paliers ( 15) du tambour porteur ( 8). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les broches( 16) sont des broches de longueurs varia- bles. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les broches ( 16) de longueurs variables comprennent chacune des tubes télescopiques coopérants. 6 Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les broches ( 16) sont placées entièrement à l'intérieur du récipient sous pression formé par la vessie gonflable ( 9) et le tambour porteur ( 8). 7 Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les broches ( 16) s'étendent au travers du tambour porteur ( 8 > jusqu'à l'extérieur du récipient sous pression et en ce qu'il est prévu des moyens d'étanchéité entre les broches ( 16) et le tambour porteur 8 Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ee que la vessie gonflable ( 9) est sensiblement plus large que le composant à soumettre à expansion et en ce que la vessie gonflable ( 9) comprend, dans les zones situées à l'extérieur de sa zone de maintien de composant, des rubans additionnels annulaires ( 11) formés d'une matière de renforcement et servant à limiter l'expansion radiale de la vessie ( 9) et à obliger la vessie ( 9) à se dilater plus rapidement au centre de la zone de maintien de composant 9 Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la matière de renforcement additionnelle comprend dans chaque zone extérieure un ruban ( 1 i) formé d'un tissu en câbles d'acier pour pneumatique.