Brevet FR2537917A1 — publié le 19840622

? 37917 La présente invention se rapporte d'une façon générale à la fabrication de composants en caoutchouc et en tissu pour articles en caoutchouc renforcé et elle a trait plus particulièrement à la fabrication de garnitures inté- rieures et de plis à câbles parallèles utilisables dans la fabrication de pneumatiques. Dans la fabrication de garnitures en caoutchouc et de feuilles de tissu pour plis dans la fabrication de pneuma- tiques, il est d'une pratique courante d'utiliser une grande calandreuse pour produire une bande d'une telle matière en feuille ayant une largeur approximativement de 1 mètre. Le dispositif utilisé dans le procédé classique est extrêmement couteaux et très encombrant et il nécessite une supervision constante par un certain nombre d'opérateurs. Un objet de la présente invention est de créer un procédé et un dispositif pour produire une feuille de caoutchouc et tissu pour plis qui ne nécessite pas un capital élevé et de grands frais d'exploitation. Conformément à un aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'une couche de matière élastomère pour former une partie d'un pneumatique consiste à enrouler une bande de matière élastomère non vulcanisée sous la forme d'un enroule- ment hélicoïdal progressif le long d'un mandrin pour produire sur celuici une couche de ladite matière qui est appropriée pour être incorporée à la carcasse d'un pneumatique. Si la couche de matière élastomère est destinée à former une garniture intérieure pour un pneumatique, le procédé conforme à l'invention peut consister à dégager la couche du mandrin et à la transférer avec une forme cylindri- que sur la surface intérieure d'un support, à positionner le support autour d'un moule de formage de carcasse de pneumati- que et à transférer la couche sur le moule de formage de pneumatique pour constituer une garniture intérieure d'une carcasse de pneumatique. Conformément à un autre aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'un pli de tissu à câbles parallèles consiste à enrouler une bande de matière élastomère sous forme d'un enroulement hélicoïdal progressif le long d'un -mandrin pour produire une couche de matière élastomère sur celui-ci, à enrouler un filament de renforcement sous la forme d'un enroulement hélicoïdal progressif sur ladite couche et en contact intime avec elle pour former une couche élastomère renforcée cylindrique sur le mandrin, et à découper la couche cylindrique pour produire à partir de celle-ci un pli de tissu revêtu d'élastomère et à câbles parallèles. Normalement, dans la fabrication d'un tissu pour plis de pneumatiques, une première couche de caoutchouc non vulcanisé est mise en place sur le mandrin, le renforcement en câbles est mis en place puis une seconde couche de caout- chouc est mise en place sur le renforcement. Conformément à l'invention également, un dispositif de fabrication d'un pli de tissu à câbles parallèles comprend un moyen pour enrouler une bande élastomère sous forme d'un enroulement hélicoïdal progressif le long d'un mandrin pour produire sur celui-ci une couche d'élastomère, un moyen pour enrouler un filament de renforcement sous forme d'un enroule- ment hélicoïdal progressif sur la couche d'élastomère de manière qu'il soit en contact intime avec elle pour former une couche d'élastomère renforcée cylindrique sur le mandrin, et un moyen pour découper la couche cylindrique pour produire à partir de celle-ci un pli de tissu à câbles parallèles. Le terme " caoutchouc " est utilisé dans cette demande de brevet pour désigner une matière élastomère natu- relle ou synthétique, qui est normalement non vulcanisée au stade o elle est mise en place sur le mandrin. Le filament de renforcement peut être de tout type classique comme ceux normalement utilisés dans la production de pneumatiques, par exemple en rayonne, en nylon ou en acier Le filament peut se présenter sous la forme d'un câble, prétraité chimiquement pour lui permettre d'adhérer sur le caoutchouc, mais aucun revêtement de caoutchouc ne doit être déposé sur le filament avant l'opération d'enroulement: cela constitue un avantage important de l'invention puisque les problèmes de manutention intervenant lors de l'utilisation de câbles caoutchoutés sont éliminés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: les Figures 1 à 5 représentent schématiquement une séquence d'opérations conformes à l'invention, la Figure 6 est une vue en plan, en partie en coupe, d'un dispositif de fabrication d'une garniture intérieure, la Figure 7 est une vue détaillée en bout-d'une partie d'un dispositif pour produire une bande de caoutchouc, la Figure 8 est une vue en coupe arrachée faite suivant la ligne VIII-'VIII de la fig 7, et la Figure 9 est une vue en coupe arrachée faite suivant la ligne IX-IX de la fig 7. Les principes fondamentaux de construction et de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention sont mis en évidence sur les schémas des figures 1 à 5. La figure 1 représente un mandrin 10 qui peut tourner et qui est positionné de façon à recevoir une bande étroite extrudée de caoutchouc non vulcanisé 11 provenant d'une filière 12 d'une extrudeuse 13 qui est alimentée avec un composé caoutchouté sous la forme de boulettes provenant d'une trémie 14 Comme le montre la figure 1, la filière d'extrusion est agencée pour être déplacée longitudinalement par rapport au mandrin de façon à déposer-un enroulement hélicoïdal continu d'une bande de caoutchouc, d'environ 20 mm dle largeur et 0,30 mm d'épaisseur, sur le mandrin qui est entraîné à une vitesse appropriée pour former une couche de caoutchouc 15 Les bords des enroulements peuvent être placés bout à bout de manière que la couche 15 ait une épaisseur uniforme ou bien les bords de la bande 11, lorsqu' elle est enroulée autour du mandrin, peuvent se recouvrir légèrement pour établir une continuité ( sur environ 0,5 milli- mètre) Bien que sur le schéma de la figure 1 le mouvement longitudinal progressif de la bande 11 soit produit en faisant déplacer la filière de l'extrudeuse, on peut utiliser en pratique dans ce but-un convoyeur pivotant. Dans un second stade du procédé, comme indiqué sur la figure 2, une seule couche 20 de câble textile non caout- chouté 21, qui a été chimiquement traitée pour lui permettre d'adhérer sur le caoutchouc, est enroulée autour du mandrin à partir d'une bobine 22, le câble 21 étant guidé de la bobine jusqu'au mandrin. La couche de câble 20 est enroulée de façon serrée autour de la couche de caoutchouc 15 avec une tension et un- pas constants, la tension étant suffisante pour faire en sorte que le câble soit noyé dans la couche de caoutchouc et adhère étroitement à celle-ci sans provoquer un sectionnement de la couche de caoutchouc L'enroulement est terminé lorsqu' une longueur suffis-nte de la couche de câble 20 a été mise en place pour former un pli d'une longueur appropriée pour une opération ultérieure d'assemblage de pneumatique et le câble est alors sectionné. La figure 3 représente un troisième stade du procédé dans lequel une seconde couche de caoutchouc 30 est mise en place par enroulement d'une bande de caoutchouc 31 provenant de la filière 32 d'une extrudeuse 33, la couche 30 étant mise en place d'une manière semblable à la couche 15 représentée sur la fig 1 De préférence, la direction d'enroulement de la couche 30 est orientée en sens opposé à celui de la couche pour éviter la possibilité de formation d'intervalles en coincidence dans les deux couches Un rouleau de consolidation ( non représenté) est appliqué sur la seconde couche de caoutchouc quand elle est enroulée sur le mandrin. Après la mise en place de la seconde couche de caoutchouc comme indiqué sur la fig 3, le mandrin est transféré dans un quatrième étage, représenté sur la fig 4, ou l'excès de caoutchouc 55, 56 aux extrémités de la couche cylindrique 40 est sectionné par des lames tournantes 41 et 42 et est écarté du bord du pli par des disques d'éjection rotatifs et inclinés 57, 58 Un mécanisme à lame additionnel ( non représenté) découpe le caoutchouc en excès et lui permet de tomber librement du mandrin. Le cinquième stade de l'opération de fabrication de plis, comme indiqué sur la fig 5, consiste à découper longi- tudinalement la couche 40 par rapport au mandrin 10 pour produire un pli plat final 50 qui est ensuite évacué du mandrin sur un convoyeur de décharge. Des variantes au procédé et au dispositif décrits ci-dessus peuvent être envisagées sans s'écarter du principe de l'invention Par exemple, les couches de caoutchouc peuvent être enroulées de manière que les bords des spires successives soient légèrement écartés, à condition que la couche de câble de renforcement soit enroulée avec un pas suffisamment serré pour maintenir le pli terminé cohérent lorsqu'il est enlevé du mandrin L'angle d'hélice de la seconde couche de caoutchouc peut être choisi à une valeur égale, ou bien en sens opposé, à celui de la première couche de caoutchouc en faisant déplacer la tête de mise en place dans la même direction ou dans une direction opposée pour former les couches respectives: en enroulant les couches de caoutchouc dans des directions opposées, on peut obtenir une meilleure stabilité du pli final. Bien que, dans le mode de réalisation décrit ci- dessus, les câbles du pli final soient orientés sensiblement de 90 par rapport aux extrémités découpées du pli, on peut obtenir d'autres angles d'orientation de câble par une rotation contrôlée du mandrin lorsqu'une lame est déplacée le long de celui-ci pour sectionner le pli. Un dispositif semblable à celui décrit ci-dessus mais sans auxiliaires d'enroulement et de sectionnement de câble peut aussi être utilisé pour la fabrication de garnitu- res intérieures de pneumatiques, formées intégralement d'une matière élastomère et qui comprennent un enroulement hélicoï- dal de bande de caoutchouc autour d'un mandrin De telles garnitures sont particulièrement appropriées pour être uti- lisées dans le procédé et le dispositif décrits dans la demande de brevet français N O 83 17393. La figure 6 représente un ensemble à anneaux porteurs 60 qui est monté coaxialement par rapport à un dispositif d'assemblage de pneumatique 61 et à un mandrin 62. L'agencement est tel qu'une garniture intérieure peut être réalisée sur le mandrin 62 comme décrit ci-dessus et peut être déplacée axialement jusque dans l'ensemble à anneaux porteurs sur lequel elle peut être transférée par action d'une chambre à vide 63 reliée par l'intermédiaire d'un tuyau 64 à une source de vide et comportant une paroi intérieure cylindrique perforée 65 qui est formée ou revêtue d'une matière non collante telle que du polytetraflỏréthylène. Des nervures annulaires faisant saillie vers l'intérieur ( non-représentées) sont prévues à chaque extrémité respec- tive de l'ensemble à anneaux porteurs pour maintenir de façon étanche les extrémités de la garniture sur l'ensemble à anneaux porteurs pendant l'application de vide Un tuyau 66 est prévu pour relier une rainure annulaire centrale 67 ménagée dans la surface du mandrin à une source d'air compri- mé pour faciliter le dégagement de la couche de garniture de caoutchouc enroulée par rapport au mandrin En variante, le mandrin peut être pourvu d'un fourreau expansible en caoutchouc, recouvrant sa surface extérieure, pour permettre de produire une expansion de la garniture vers l'extérieur jusqu'au contact de l'ensemble à anneaux porteurs 60. Par enlèvement du mandrin 62 et par mise en place du dispositif de formage de pneumatique 61 dans une position déterminée avec précision à l'intérieur de l'ensemble porteur , la garniture peut alors être transférée sur le dispositif de formage par expansion de ce dernier à l'intérieur de la garniture Pour dégager la garniture de l'ensemble porteur, le dispositif de formage est contracté et de l'air comprimé peut être fourni par l'intermédiaire du tuyau 64 pour facili- ter le dégagement de la garniture Des flasques extrêmes 68 et 69 de l'ensemble à anneaux porteurs sont également pourvus de gorges 73, 74 qui sont reliées par des tuyaux 75, 76 à une source d'air comprimé pour faciliter le transfert des bords de la couche de garniture sur le dispositif de formage de pneumatique En variante, l'ensemble à anneaux porteurs peut être agencé de façon à pouvoir être divisé dans un plan axial en deux moitiés qui sont articulées de façon à pouvoir être séparées pour être dégagées de la garniture placée sur le dispositif de formage avant la contraction de ce dernier. Les figuies 7 à 9 représentent un autre dispositif de production d'une bande étroite de caoutchouc ( 20 mm dans le cas d'une couche de revêtement de pli et 40 mm dans le cas d'une garniture en caoutchouc) destinée à être enroulée autour du mandrin, en utilisant une très petite calandreuse. Deux cylindres de calandreuse 80, 81 coopérant l'un avec l'autre sont agencés pour produire une bande calandrée étroite à partir d'une bande de caoutchouc chaud de section droite circulaire qui est transférée directement depuis une extrudeuse jusque dans un intervalle 82 existant entre les cylindres Le cylindre 80 est évidé et il comporte des collerettes 83, 84 qui s'emboîtent étroitement dans des rainures 85, 86 de la partie exi*ieure du cylindre 81 et qui sont dépouillées comme indiqué sur la fig 9 L'épaisseur de la bande calandrée produite peut être de l'ordre de 0,3 mm pour une couche de revêtement de pli et de 0,7 mm pour une garniture intérieure. Une pièce en forme de soc de charrue 90 comprend des plaques latérales 91 et 92 qui s'appliquent sur, et épousent le profil des surfaces extérieures des collerettes 83, 84 du cylindre 80 ( fig 8) et des rainures 85, 86 du cylindre 81 ( fig 9) Par ce moyen, la bande de caoutchouc sortant de la calandreuse est maintenue avec précision à des mesures prédéterminées d'épaisseur et de largeur. Par utilisation d'un intervalle de profil approprié entre les cylindres 80, 81, les bords de la bande peuvent être effilés ou biseautés, par exemple sur une largeur de 2 mm à partir du bord, dans le cas d'un enroulement destiné à former une garniture afin de contribuer à produire une couche uniforme et continue de caoutchouc sur le mandrin par recouvrement des parties effilées ou biseautées. REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'une couche de matière élastomère destinée à faire partie d'un pneumatique, carac- térisé en ce qu'une bande élastomère non vulcanisée ( 11, 31) est mise en place sous forme d'un enroulement hélicoïdal progressif le long d'un mandrin ( 10, 62) pour produire sur celui-ci une couche ( 15, 30) de ladite matière appropriée pour être incorporée à une carcasse de pneumatique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 15) est dégagée du mandrin et est transférée 1 o avec une forme cylindrique sur la surface intérieure d'un support ( 60), en ce que le support ( 60) est positionné autour d'un dispositif de formage de carcasse de pneumatique ( 61) et en ce que la couche ( 15) est transférée sur le dispositif de formage de pneumatique pour constituer une garniture inté- rieure d'une carcasse de pneumatique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il s'applique à la fabrication d'un pli de tissu à câbles parallèles, et en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant à enrouler un filament de renfor- cement ( 21) sous forme d'un enroulement hélicoidal progres- sif ( 20) sur ladite couche et en contact intime avec elle pour former une couche élastomère renforcée cylindrique ( 40) sur le mandrin, et à découper la couche cylindrique ( 40) pour produire à partir de celle-ci un pli ( 50) de tissu revêtu d'élastomère et à câbles parallèles. 4. Dispositif de fabrication d'une couche de matière élastomère destinée à former une partie d'un pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un mandrin ( 10, 62) et des moyens ( 12; 80; 81) pour produire et enrouler une bande de matière élastomère ( 11) sous forme d'un enroulement héli- coldal progressif le long du mandrin pour produire sur celui-ci une couche d'élastomère. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 22) pour enrouler un filament de renforcement ( 21) sous forme d'un enroulement hélicoïdal progressif ( 20) sur la couche d'élastomère de manière qu'il soit en contact intime avec elle pour former une couche cylindrique ( 40) d'élastomère renforcé sur le mandrin, et un moyen pour découper la couche cylindrique de manière à produire à partir de celle-ci un pli ( 50) de tissu à câbles parallèles. 6 Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il est prévu un ensemble à anneaux porteurs ( 60) pour transférer la couche de formage de pneumatique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble à anneaux porteurs ( 60) comprend des moyens ( 63, 64, 65) pour appliquer un vide à une couche d'élas- tomre afin de faciliter le transfert de la couche sur l'en- semble à anneaux porteurs à partir du mandrin. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le mandrin ( 62) comprend des moyens ( 66, 67) pour faire arriver de l'air comprimé sur la surface du mandrin afin de faciliter le dégagement d'une couche d'élastomère par rapport au mandrin. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le mandrin ( 62) est pourvu d'un fourreau expansible recouvrant sa surface extérieure afin de permettre la dilatation de la couche pour l'amener en contact avec ledit ensemble à anneaux porteurs. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 6 à 9, caractérisé en ce que l'ensemble à anneaux porteurs ( 60) comprend des moyens ( 73, 74, 75, 76) pour appliquer de l'air comprimé en vue de faciliter le transfert d'une couche d'élastomère depuis l'ensemble porteur jusque sur un dispositif de formage de pneumatique. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 4 à 10, caractérisé en ce que le moyen d'enroulement d'une bande élastomère comprend une extrudeuse ( 13) pour produire la bande. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- 36 cations 4 à 10, caractérisé en ce que le moyen pour enrouler une bande élastomère comprend une petite calandreuse ( 80, 81). 13. Dispositif selon la revendication 12, caracté- risé en ce qu'il est prévu du côté de l'intervalle de la calandreuse une paire de plaques latérales ( 91, 92) s'adaptant étroitement et agencées pour maintenir la largeur de la bande ( 11) avec précision à une mesure prédéterminée.