Brevet FR2601617A1 — publié le 19880122

La présente invention concerne la fabrication de produits en caoutchouc technique et, plus précisement, elle a pour objet les dispositifs pour la fabrication de produits polymères circulaires. Il est surtout intéressant d'utiliser la présente invention pour la fabrication des courroies dentées plates sans fin. Il est également possible d'utiliser la présente invention pour la fabrication d'autres produits circulaires en 10 matière polymère. Il existe un dispositif pour la fabrication de produits longitudinaux dentés tubulaires en matière polymère, comprenant un noyau monobloc avec une surface extérieure profilée, sur laquelle est effectuée l'assemblage de la pièce brute du produit à obtenir, et un couvercle de montage, avec une frette, sur laquelle on a prévu des rainures circulaires, servant à fixer la toute première partie de la pièce brute. Une tubulure est prévue dans le couvercle de montage pour permettre à un fluide sous pression de circuler dans la cavité située entre le couvercle de montage et le noyau. Le couvercle de montage est fixé sur le noyau au moyen de boulons. On place le moule ainsi obtenu et contenant la pièce brute dans une chambre à vulcanisation. La chambre à vulcanisation contient une enveloppe flexible qui entoure la pièce brute. 25 L'enveloppe flexible est reliée à un agent thermique (se reporter, par exemple, au certificat d'auteur URSS No. 405737, cl.B29, H publié le 5 Novembre 1973.dans le Bulletin No. 45). Dans le dispositif précité, on peut retirer le produit par un mouvement de translation du couvercle de mon30 tage lequel comporte sur sa frette une partie dudit produit. Etant donné que cette partie du produit n'a pas le profil demandé, on la découpe et la jette au rebut. Etant donné que pendant le processus de moulage, la pièce brute est enveloppéepar une enveloppe flexible, l'épaisseur 35 du produit n'est pas régulière sur sa longueur. Un traitement supplémentaire de polissage de la surface plane du produit obtenu s'impose donc. La présence de déchets et ce traitement supplémentaire rendent la fabrication des courroies dentées en matière polymère plus complexe et couteuse. Il existe également un moule pour la fabrication de produits polymères creux, comportant un noyau, formé par des segments, répartis longitudinalement et reliés par leurs extrémités par un dispositif de verrouillage, lesdits 10 segments étant maintenus assemblés au moyen d'une tige centrale et de demi-matrices, enveloppant le noyau avec la pièce brute. Les demi-matrices en question sont directement reliées aux plateaux de la presse. Le noyau possède une surface extérieure profilée sur 15 laquelle, lors de l'assemblage de la pièce brute à l'aide d'une courroie dentée, on place un tissu de revêtement, on enroule un câblé porteur et on applique une couche de polymère. Le moulage du produit est effectué lorsque les demi- matrices se rapprochent radialement. Le centrage des 20 demi-matrices pendant le processus de moulage est obtenu grâce à des coussinets coniques, montés sur la tige centrale et s'enfonçant dans les rainures correspondantes des demimatrices ( se reporter, par exemple, au certificat d'auteur URSS No. 905111, cl. B 29 H, publié le 15 Février 1985 dans 25 le Bulletin No.6). Etant donné que les demi-matrices sont reliées directement dans le moule aux plateaux de la presse, ces dernières effectueront le moulage du produit à une vitesse égale à la vitesse de rapprochement des plateaux de la presse, cette vitesse étant de façon générale relativement élevée, pour obtenir des produits moulés de bonne qualité, le tissu de revêtement n'ayant pas de temps de se déformer et ne pouvant pas reproduire de façon précise le profil du noyau. De plus, le centrage des demi-matrices l'une par rap- 26M1617 port à l'autre, effectué du début du processus de moulage grâce à la présence de jeux entre les coussinets et les rainures des demi-matrices, n'est pas précis ce qui donne lieu à une usure excessive des surfaces conjuguées des demi5 matrices et des coussinets et, par conséquent, à une baisse de qualité des produits. La présente invention a pour but d'améliorer la qualité des produits à fabriquer. La présente invention a également pour objet de ré10 duire le prix de revient des produits. Un autre but de-la présente invention consiste à augmenter la durée de vie du dispositif utilisé pour la fabrication des produits. La présente invention a pour objet de créer un dis15 positif pour la fabrication de produits polymères circulaires dans lequel les éléments de moulage et leur liaison avec un dispositif d'entraînement seraient réalisés de manière à accroître la longévité du dispositif, améliorer la qualité des produits à fabriquer et réduire leur prix 20 de revient. Cet objectif peut être atteint du fait que dans le dispositif destiné à la fabrication de produits polymères circulaires, comportant un châssis sur lequel est placé un noyau, dont la surface extérieure est profilée, destinée 25 à recevoir la pièce brute et les éléments de moulage, montés autour du noyau et liés cinématiquement au dispositif d'entraînement, assurant leur mouvement radial au cours du moulage, selon l'invention, la surface extérieure des éléments de moulage, est conique d'un côté, tandis que la liaison 30 des éléments de moulage avec le dispositif d'entraînement est réalisée à l'aide d'un élément intermédiaire, ayant la la forme d'un cylindre dont la surface intérieure conique opère conjointement avec la surface conique des éléments de moulage. Il est avantageux de réaliser sur l'élément inter- médiaire une saillie circulaire à surface extérieure conique, parallèle à la surface conique dudit élément intermédiaire et d'effectuer dans les éléments de moulage à leur extrémité, orientée vers l'élément intermédiaire, une rainure circulaire à surface conique, opérant conjointement avec la surface conique de la saillie circulaire lors de l'écartement des éléments de moulage, tandis que les éléments de moulage sont dotés d'un moyen de fixation de façon à éviter leur déplacement dans la direction axiale par 10 rapport au noyau. Ce mode de réalisation permet de réaliser de façon relativement simple le démontage du dispositif après la vulcanisation des produits. Il est également avantageux que le noyau comporte des 15 queues saillantes de forme conique et de réaliser dans l'élément intermédiaire et dans le châssis, des orifices coniques destinés à recevoir les queues du noyau. Ce mode de réalisation permet de centrer le noyau de façon précise par rapport à la surface de moulage, appar20 tenant aux éléments de moulage. Le dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires, selon la présente invention, permet avec des moyens relativement simples de fabriquer des courroies dentées à surface dentée revêtue d'un tissu de revêtement, 25 lesquelles se distinguent par une qualité relativement élevée et un faible prix de revient, pour un rendement et une durée de vie dudit dispositif relativement élevés. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à 30 la lumière de ladescription explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe longitu35 dinale d'un dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires selon la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe longitu5 dinale d'un dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires ayant une saillie circulaire, selon la présente invention, à la fin du processus de moulage du produit; - la figure 4 représente l'ensemble de la figure 3 10 dépliée; - la figure 5 représente une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3. - la figure 6 représente une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3; - la figure 7 représente la référence A, à plus grande échelle, de l'ensemble de la figure 3; - la figure 8 représente l'ensemble de la figure 7 écartée. Le dispositif pour la fabrication de produits poly20 mères circulaires comporte un noyau 1 dont la surface extérieure profilée est utilisée pour l'assemblage d'une pièce brute 2, contenant un tissu de revêtement, un câblé porteur et une couche de matière polymère. La pièce brute 2-sur les figures 1 et 2 est une pièce de convention. Le 25 noyau 1 est formé de secteurs 3,4, (figure 2), disposés longitudinalement et agencés autour de la tige centrale 5, tout en étant maintenus à leursextrémités par les queues 6 (fig. 1) et 7 du noyau 1 fixées à la tige 5 par un écrou 8. Autour du noyau 1 sont placés des éléments de moulage 9, ayant sur leur partie extérieure deux surfaces coniques 10 dont les bases sont tournées l'une vers l'autre. Aux extrémités du noyau 1 sont fixées des brides 11 entre lesquelles sont montés les éléments de moulage 9. De façon à assurer un mouvement radial les éléments de moulage 9 sont reliés à un dispositif d'entraînement (non représenté sur les figures) d'une presse (non représentée sur les figures) . Cette liaison est réalisée à l'aide des éléments intermédiaires 12 placés aux extrémités opposées du noyau 1. Chacun des éléments intermédiaires 12 a la forme d'un cy5 lindre ayant une surface intérieure conique 13 qui opère conjointement avec la surface conique 10 correspondante des éléments de moulage 9.- Afin de réaliser préalablement le centrage du noyau 1 par rapport aux éléments intermédiaires 12, ces derniers dont dotés d'orifices 12a dans lesquels s'en10 foncent les queues 14 de la tige 5. Les queues 6, 7 du noyau 1 ont une forme conique tandis que les éléments intermédiaires 12 sont dotés d'orifices 12b coniques destinés à recevoir lesdites queues 6,7. Dans l'exemple décrit,l'élément intermédiaire infé15 rieur 12 sert en même temps de support pour le noyau 1. La figure 3 représente un dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires dans lequel le mouvement radial des éléments de moulage 15 au cours du processus de moulage se fait sous l'action d'un dé20 placement axial d'un élément intermédiaire 16, dont la surface intérieure conique 17 (surface convergente) (fig.4) opère conjointement avec la surface extérieure conique 18 (surface convergente), des éléments de moulage 15. De façon à assurer l'ouverture du dispositif après la vulcanisation du produit 19, l'élément intermédiaire 16 possède une saillie circulaire 20 à surface extérieure conique 21 (surface divergente) , cette dernière étant parallèle à la surface conique 17. L'extrémité des éléments de moulage 15, tournée vers l'élément intermédiaire 16, est dotée d'une rainure cir30 culaire 22 à surface conique 23 (surface divergente), correspondant à la surface conique 21 (surface divergente) de la saillie circulaire 20. Pour simplifier la fabrication du dispositif, dans l'exemple décrit les surface 17 et 21 sont réalisées sur des pièces séparées qui sont ensuite 35 fixées solidement au moyen d'une goupille 24. Afin d'éviter un mouvement axial par rapport au noyau 25, les éléments de moulage 15 sont dotés d'un moyen pour fixer le noyau représenté par des rainures en T et des saillies 26 (fig. 6), réalisées respectivement dans les éléments de moulage 15 et dans le châssis 27 qui est relié solidement au plateau inférieur 28 (fig. 4). L'élément intermédiaire 16 est relié solidement au plateau supérieur 29 de la presse. Afin de placer le noyau 25 dans le châssis 27 et l'élément intermédiaire 16, sont prévus des orifices 30, 10 ayant des tronçons coniques permettant d'y introduire les queues 31 de forme conique. Une fois séparés du noyau 25 porteur du produit 19, les éléments de moulage 15 sont fixés par rapport au châssis 27 à l'aide de fixateurs à bille 32 et de logements 33, placés dans les éléments de moulage 15. La 15 virole 34 sert d'élément de guidage à l'élément intermédiaire 16 au début de son déplacement et se trouve fixée solidement par rapport au châssis 27. Le fonctionnement du dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires,représenté sur les figures 20 1 et 2, s'effectue de la manière suivante. La pièce brute 2 du produit à obtenir, comportant le tissu de revêtement, le câblé et le polymère, se place sur le noyau 1 monté. Au dessus de la pièce brute 2 et entre les brides 11 du noyau 1 on place les éléments de moulage 9 25 qui entourent la pièce brute 2. Le noyau 1 avec la pièce brute 2 et les éléments de moulage 9 se placent ensuite dans l'élément intermédiaire 12 de sorte que la queue 14 de la tige 5 s'introduit dans l'orifice cylindrique 12a de l'élément intermédiaire 12. Puis au dessus du noyau I avec la pièce brute 2 et les éléments de moulage 9 on place un second élément intermédiaire 12 de sorte que la queue 14 de la tige entre dans l'orifice cylindrique 12a. Les queues coniques 6,7 du noyau 1 viennent prendre leur place dans les orifices coniques 12b des éléments intermédiaires 12, réalisant ainsi 35 le centrage du noyau 1 avec la pièce brute 2 -par rapport aux éléments intermédiaires 12. Le dispositif ainsi obtenu se place dans la chambre (non représentée sur les figures) d'une presse à vulcanisation entre ses plateaux (non représentés). Lors du rapprochement des plateaux de la presse le mouvement axial des plateaux qui se transmet aux éléments intermédiaires 12, se transforme en déplacement radial des éléments de moulage 9 grâce à une action réciproque des surfaces coniques 13 des éléments intermédiaires 12 et les surfaces coniques 10 des éléments de moulage 9. Grâce au dé10 placement radial des éléments de moulage 9, se refermant autour de la pièce brute 2 du produit, le moulage de ladite pièce brute 2 peut s'effectuer. L'angle du cône des surfaces coniques 10, appartenant aux éléments de moulage 9, et des surfaces intérieures coniques 13, appartenant aux organes 15 intermédiaires 12, est de 2 à 3 supérieur à l'angle de frottement dans le couple acier-acier. C'est pourquoi, lors du moulage du produit, la vitesse de déplacement radial des éléments de moulage 9 est moins élevée que la vitesse axiale des éléments intermédiaires 12 ou de la vitesse de rapprochement 20 des plateaux de la presse. Dans ce cas la pression sur le polymère, est relativement bien répartiesur tout le volume de moulage, et le tissu, pendant le moulage, a le temps de se déformer et de reproduire fidèlement le profil du noyau 1. Le polymère, a également le temps d'occuper uni25 formément le volume entre le tissu et la surface extérieure du produit. Du fait que la vitesse de moulage du produit est moins élevée, par rapport à la vitesse de rapprochement des plateaux de la presse qui est relativement importante, la quantité de polymères à introduire dans les joints longi30 tudinaux entre les éléments de moulage, sera moindre et les rebuts de polymères donc minimes. Le déplacement radial des éléments de moulage 9 ou bien le moulage du produit prend fin au moment o les éléments de moulage 9 se referment, lorsque leur surface intérieure 35 cylindrique de moulage forme une surface cylindrique régu- lière concentrique, par rapport à la surface extérieure du noyau 1. C'est alors que les queues 6,7 du noyau 1 s'associent aux éléments intermédiaires 12, en empruntant leur surface intérieure conique la moins longue. Après la vulcanisation, le dis5 positif est retiré de la chambre de la presse à vulcanisation pour être démonté. On commence par enlever les éléments intermédiaires 12, puis on dégage les éléments de moulage 9, on démonte le noyau 1 et on obtient le vulcanisat du produit que l'on coupe pour obtenir des produits de largeur requise. La suppression des bavures de la surface extérieure du produit moulé se fait aux jonctions des éléments de moulage 9 par des arêtes tranchantes. Etant donné que la surface intérieure de moulage des éléments de moulage est en bon état, la surface ex15 térieure du produit obtenu n'a pas besoin d'être polie. Ainsi, le qualité du produit s'avère relativement élevée, le prix de revient restant faible. La durée de vie des éléments de moulage du dispositif est supérieure à celle de l'enveloppe flexible. Le fonctionnement du dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires, représenté sur les figures 3,4,5, s'effectue de la manière suivante. On procède à l'assemblage de la pièce brute du produit 19 sur le noyau 25 monté. Pour cela, on place le tissu 25 de revêtement sur la surface extérieure profilée du noyau et par-dessus ledit tissu de revêtement on enroule le câblé porteur pour ensuite appliquer dessus une couche de polymère. Grâce à ce dispositif, selon la présente invention, on peut également fabriquer des produits sans tissu de revêtement et sans câblé. Puis on place le noyau dans le châssis 27 de sorte que ledit noyau 25 avec la pièce brute du produit 19 entre dans l'espace délimité par les surfaces cylindriques de moulage des éléments de moulage , qui sont écartés, et que la queue 31 du noyau 25 s'en35 fonce dans l'orifice 30 du châssis 27. Lors du rapproche- ment forcé les plateaux inférieur et supérieur 28 et 29 de la presse sur lesquels sont fixés le châssis 27 de l'élément intermédiaire 16, ledit élément intermédiaire 16 s'introduit dans la virole cylindrique 34, placée et fixée sur le châssis 27. La saillie circulaire 20 descend en même temps que l'élément intermédiaire 16. Lorsque l'élément intermédiaire 16 descend,sa surface conique convergente 17 agit conjointement avec la surface conique convergente 18 respective des éléments de moulage 15, lesquels peuvent ainsi se déplacer radialement vers le centre du dispositif, tout en serrant uniformément la pièce brute du produit 19. L'élément intermédiaire 16 s'arrête dans sa position inférieure limite au moment o celui-ci touche l'extrémité des éléments de moulage 15. Puis la saillie circulaire 20 s'engage dans la rainure circulaire 22 des éléments de moulage 15, pour s'y placer laissant des jeux, comme il est montré sur la figure 7. Le noyau 25 est alors centré par les surfaces coniques des queues 31 dans les tronçons coniques des orifices 30 de l'élément intermédiaire 16 et du 20 châssis 27, tandis que les joints longitudinaux entre les éléments de moulage 15 se ferment et le produit moulé se retrouve alors dans unespacefermé sous pression. Le surplus de polymère passe à travers les orifices (non montrés sur les figures) qui sont prévus à cet effet. C'est dans cette position que le dispositif permet de réaliser la vulcanisation du produit. Lorsque le processus de vulcanisation du produit est terminé, les plateaux 28,29 de la presse s'écartent. L'élément intermédiaire 16 avec sa saillie circulaire 20 monte, en 30 opérant conjointement, par la surface conique divergente 21 de la saillie circulaire 20 avec la surface conique divergente 23 correspondante de la rainure circulaire 22 des éléments de moulage 15 pour éloigner du centre du dispositif les éléments de moulage 15 qui s'en vont dans une direction radiale. La saillie 26 du châssis 27 retient par ses ailes les éléments de moulage 15 ne leur donnant pas la possibilité de remonter avec l'organe intermédiaire 16. Par ailleurs, la saillie 26 est utilisée pour assurer une orientation radiale des éléments de moulage 15 lors de leur rapprochements et écartements. Une fois que l'élément intermédiaire 16 est monté à une grandeur N (fig. 8) qui est égale à l'enfoncement maximum de la saillie circulaire 20 dans la rainure circulaire 22 des éléments de moulage 15, ces derniers viennent se fixer à l'aide de fixateurs 32 et de logements 33, placés sous chacun 10 des éléments de moulage 15. La fixation des éléments de moulage 15 leur permet de prendre la position souhaitée par rapport à la surface conique convergente 17 de l'élément intermédiaire 16 ce qui rend impossible la panne du dispositif pendant le processus de moulage qui suit. Lorsque le processus de vulcanisation est terminé et que les plateaux 28, 29 de la presse sont écartés, le noyau 25 avec le produit 19 sort du dispositif.Après le démontage du noyau 25, on obtient un produit fini. Puis, le dispositif peut- être réutilisé pour un autre cycle d'opérations en vue d'obtenir 20 des produits 19. L'application pour ce dispositif, du principe de fonctionnement des mécanismes en coins pour les rapprochements et les écartements mécaniques radiaux des éléments de moulage, disposés autour de la pièce à mouler, permet d'obtenir une 25 vitesse de déformation de la pièce brute relativement peu élevée et d'arriver par conséquent, à une qualité relativement élevée du produit, pour un rendement du processus de fabrication de produits relativement élevé. Grâce à la qualité élevée de traitement de la surface cylindrique de moulage 30 des éléments de moulage, cette dernière étant coaxiale avec la surface profilée du noyau, il n'est plus nécessaire lors de l'utilisation des dispositifs selon l'invention, de polir la surface lisse des produits ce qui conduit à un prix de revient relativement faible. Le fait de remplacer l'en35 veloppe flexible de moulage par des éléments de moulage rigides, ajouté à une fabrication relativement simple et fiable pour ce qui est du fonctionnement, permet d'obtenir un dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires d'une longévité relativement importante. Des prototypes du dispositif sont en cours d'essai. 5 Les courroies dentées ainsi obtenues de module de 1-4 mm de longueur à 800 mm ont une longévité supérieure de 3 à 5 fois à celle des courroies similaires, fabriquées avec un dispositif muni d'une enveloppe flexible de moulage. R E V E N D I C A T-I O N S 1. - Dispositif pour la fabrication de produits polymères circulaires, comportant un châssis sur lequel prend place un noyau (1,25), ayant une surface extérieure profilée, destinée à recevoir la pièce brute (2,19), et des éléments de moulage (9,15), montés autour du noyau (1,25) et liés cinématiquement à un dispositif d'entraînement, assurant leur mouvement radial au cours du moulage, caractérisé en ce que la surface extérieure des éléments de moulage (9,15), au moins d'un côté, est conique et la liaison des éléments de moulage 10 (9,15) avec le dispositif d'entraînement s'effectue à l'aide d'au moins un élément intermédiaire (12,16), réalisé sous forme d'un cylindre ayant une surface intérieure conique (13,17) qui opére conjointement avec la surface conique (10,18) des éléments de moulage (9,15). 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (16) possède une saillie circulaire (20) à surface extérieure conique (21) qui est parallèle à la surface conique (17) dudit élément intermédiaire (16), tandis que les éléments de moulage (15) à l'extrémité orientée vers l'élément intermédiaire (16), sont dotés d'une rainure circulaire (22) à surface conique (23), opérant conjointement avec la surface conique (21) de la saillie circulaire (20) au moment de l'écartement des éléments de moulage (15), alors que les éléments de moulage (15) 25 sont dotés d'un moyen (32,33) de fixation en vue d'éviter leur déplacement dans une direction axiale par rapport au noyau (25). 3. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (1,25) a des queues saillantes (6,7,31) de forme conique, tandis que l'élément intermédiaire (12,16) et le châssis (27) sont dotés d'orifices coniques, destinés à recevoir les queues (6,7,31) du noyau (1,25).