Brevet FR2617754A1 — publié le 19890113

"Procédé et installation de fabrication de pièces en matière vulcanisable". La présente invention concerne un procédé et une installation de fabrication de pièces en matière vulvanisable. De manière générale, la culvanisation de pièces en caoutchouc et, en particulier, de pneumatiques, se fait traditionnellement par chauffage à la vapeur et plus récem- ment par chauffage électrique. Ces procédés de fabrication consistent à mouler des pièces comme, par exemple, des pneumatiques après avoir réalisé leur enveloppe par la mise en place de nappes successives constitutives de la structure, la mise en place de bandes de caoutchouc, le moulage de l'enveloppe ainsi réalisée puis la cuisson des produits pour assurer la vulcanisation. La fabrication de la structure de la pièce se fait à l'aide de morceaux de caoutchouc non vulcanisé, et en procédant à froid, la matière vulcanisable n'étant chauffée que lorsque la pièce est complètement moulée et mise en forme, dans le moule. On connait également (FR 84 05 557) un dispositif pour la vulcanisation des enveloppes de pneumatiques comportant un émetteur hyperfréquence et un guide d'ondes, ce dernier étant destiné à être introduit dans la cavité intérieure du pneumatique et à tourner dans cette cavité. La caractéristique de ce dispositif connu réside dans le montage à rotation de l'émetteur du guide d'ondes à l'intérieur de la cavité. Ce document antérieur ne met pas en cause la technique de fabrication traditionnelle des pneumatiques et ne concerne que le chauffage de la pièce mise en forme pour en assurer la vulcanisation. Ce dispositif connu ne concerne que la vulcanisation d'enveloppes de pneumatiques, c'est-à-dire des pièces creuses et ne pourrait s'appliquer à la vulcanisation de certaines roues de véhicules comme les roues de chariots, de brouettes ou analogues. Actuellement, pour fabriquer de telles pièces et notamment des bandages de roues, on procède au moulage des bandages en caoutchouc puis à la cuisson de ceux-ci pour en assurer la vulcanisation. Cette cuisson se fait par la vapeur ou par un chauffage électrique. Quel que soit le procédé utilisé, le temps de cuisson est relativement long car la matière à chauffer est isolante. Ce temps est d'autan plus long que la pièce est épaisse ; ce temps est particulièrement long dans le cas de pièces pleines comme les bandages de roues de chariots ou de brouettes. Cela se traduit par un temps d'immobilisation important des moules. De plus, le caoutchouc contient souvent de l'humi- dité qui diminue le rendement du chauffage et ne permet pas une vulcanisation homogène ; cela se traduit par des déchet importants. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un procédé de fabrication des pièces en matière sulcanisablq notamment des bandages de roues de véhicules tels que des brouettes, permettant de réduire la durée de la vulcanisati et d'assurer une vulcanisation homogène de la pièce réduisa ou supprimant les déchets. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication de pièces en matière vulcanisable, caractérisé en ce que - on prépare la masse de matière à mettre sous forme et vulcaniser, - on transfère cette masse de matière à travers un généra teur de micro-ondes pour éiever la température de la masse au moins à un niveau voisin de sa température de vulcanisation, - on introduit cette masse de matière dans la cavité- de moulage et/ou de vulcanisation pour sa mise en forme, - on poursuit ou on termine le traitement de vulcanisation, - on démoule la pièce. Ce procédé permet, du fait du chauffage préalable et à coeur de la matière moulée, d'en éliminer l'humidité, de gagner un temps de cuisson important dans le moule, du fait de la mise en température de la matière avant son introduction dans le moule ; cela améliore de manière très importante la qualité de la fabrication, c'est-à-dire la régularité des produits fabriqués et réduit le temps de vulcanisation à une durée faible par rapport au temps total de traitement. Par ce meilleur rendement du chauffage, on réduit considérablement le coût de fabrication par rapport aux procédés de fabrication classiques utilisant la mise en température de la pièce à l'intérieur du moule. La réduction du temps de vulcanisation se traduit par une immobilisation beaucoup moins longue du moule et permet ainsi une augmentation dans des proportions importantes des quantités de pièces fabriquées sur une même installation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, avant l'introduction de la masse moulée et/ou à vulcaniser complètement, on introduit dans le moule une pièce auxiliaire susceptible de faire partie de la pièce terminée. Cette caractéristique est particulièrement intéressante dans le cas de la fabrication de pièces à structure mixte comme, par exemple, une roue et notamment une roue de brouette, la pièce auxiliaire étant alors la jante. Dans ces conditions, le bandage est directement moulé sur la jante, ce qui supprime tout travail de mise en place ultérieur du bandage sur la jante. De plus, le bandage est mieux accroché sur la jante. Suivant une autre caractéristique de 1' invention, le transfert à travers le générateur de micro-ondes est effectué de manière continue et l'introduction dans le moule est effectuée de manière discontinue. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le transfert à travers le générateur de micro-ondes est réalisé de manière discontinue avec une masse de matière correspondant au moins à une fraction de la masse nécesspire au remplissage de la cavité de moulage. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, cette installation étant caractérisée en ce qu elle comprend - une trémie de préparation du mélange à mouler et à vulcaniser, comportant un agitateur pour mélanger la matière et ses adjuvants éventuels, - un moyen de transfert recevant la matière ainsi mélangée de la trémie d'alimentation, - un moyen de préchauffage comprenant un générateur de micro-ondes pour préchauffer la matière à une tempé rature au moins voisine de la température de vulcani sation, - un moule pour mettre la matière en forme et réaliser ou terminer la vulcanisation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de transfert est constitué par une bande transporteuse traversant le moyen de préchauffage à micro-ondes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de transfert est constitué par un ensemble cylindre-piston communiquant avec la trémie d'alimentation et placé dans le champ du générateur de micro-ondes, ce cylindre étant muni d'un canal de transfert susceptible d'être mis en communication avec une cavité de moulage, pour transférer la matière chauffée du cylindre vers le moule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation comporte plusieurs moules montés sur un carrousel défilant devant le canal de sortie. du cylindre de transfert de la matière chaude. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma du procédé de fabrication de pièces selon l'invention, - la figure 2 est un schéma simplifié d'une première installation de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 3 est un schéma d'une seconde installation de mise en oeuvre du procédé, - la figure 4 est une coupe partielle d'un moule de l'installation de la figure 3, - la figure 5 est une coupe partielle d'un autre moule de l'installation de la figure 3. Selon la figure 1, le procédé de l'invention, appliqué à la fabrication de pièces en matière vulcani sable et en particulier de pièces en caoutchouc telles que des bandages de roues et noramment des bandages de roues pleines ; le procédé consiste à préparer (1) une masse matière à mettre en forme et à vulcaniser, en mélangeant cette matière, par exemple de la poudrette de caoutchouc, à des additifs, puis à transférer (2) la masse de matière à travers un générateur de micro-ondes (3)pour élever la température de cette masse et évaporer l'humidité qu'elle contient éventuellement. Cette élévation de température se fait à coeur de la masse et à un niveau au moins voisin de sa tempé rature de vulcanisation. Puis, la masse est introduite (4) dans une cavité de moulage pour sa mise en forme. Dans cette cavité de moulage, on introduit (5) d'éventuels inserts ou complé ments faisant partie de la pièce. On poursuit (6) le traitement thermique de vulcanisation et on démoule (7) la pièce ainsi réalisée. La pièce introduite 5 dans la cavité de moulage peut être une pièce auxiliaire telle que la jante de la roue sur laquelle on réalise le bandage ; ainsi en fin de fabrication, on obtient une pièce composite, terminée ne nécessitant pas la mise en place du bandage sur la jante. Selon une variante du procédé décrit ci-dessus, le transfert 2 à travers le générateur de micro-ondes 3 se fait de manière continue, par exemple à l'aide d'une bande transporteuse alimentée par la masse de matière préparée, l'introduction dans la cavité de moulage se faisant de manière discontinue. Suivant une autre variante, le transfert se fait de manière discontinue avec séjour d'une masse de matière dans le générateur de micro-ondes puis introduction dans la cavité de moulage. La figure 2 montre un exemple d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Cette installation se compose d'une trémie mélangeuse 10 équipée d'un agitateur 11 qui mélange la poudrette ou plus généralement la matière introduite dans la trémie pour former une masse homogène ; celle-ci est distribuée sur un convoyeur à bande 12 constituant le moyen de transfert traversant le générateur de micro-ondes 13. La puissance du générateur de micro-ondes 13 ou du groupe de générateurs micro-ondes 13, la longueur du trajet du convoyeur 12 à travers le générateur 13 et la vitesse de déplacement relative sont choisies de manière à élever la température de la masse de matière à un niveau sensiblement voisin de celui de la vulcanisation. Le tapis du convoyeur est de préférence un tapis en matière synthétique par exemple en tétrafluoréthylène. En sortie du convoyeur 12, la masse de matière est récupérée pour être introduite dans des cavités de moulage 14 non représentées en détails. Selon l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, le générateur de micro-ondes a une puissance réglable comprise entre 1 KWA et 15 WEA et la température de la matière en sortie du convoyeur 12, c'est-à-dire à l'introduction dans la cavité de moulage est de l'ordre de 130 à 1500C. La figure 3 montre schématiquement un autre mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Cette installation se compose d'une trémie 20 avec un agitateur 21 pour mélanger les matières servant à former la masse de matière à vulcaniser. Cette trémie débouche dans la cavité 22 d'un cylindre 23 équipé d'un piston 24. Ce cylindre 23 est placé dans le champ d'un générateur de micro-ondes 25 pour chauffer la masse de matière contenue dans le cylindre à une température voisine de la température de vulcanisation. En sortie, le cylindre 23 est relié'par un conduit 26 à un carrousel 27 portant des moules 28 qui défilent devant le conduit 26 de manière à expulser la matière chaude et à l'état pâteux de la cavité 22 dans la cavité du moule 28 respectif. Le carrousel 27 avance pas à pas et la poursuite de la cuisson pour terminer la vulcanisation se fait au cours de la rotation du carrousel. En sortie les produits sont démoulés par exemple de manière automatique. Il est à remarquer que les moules peuvent recevoir des inserts ou presses destinés à être combinés à la masse à vulcaniser comme par exemple une jante de roue. La figure 4 montre schématiquement une vue en coupe d'une partie d'un moule 30. La cavité de moulage porte la référence 31. Cette cavité est délimitée par une partie inférieure 30A du moule, la partie supérieure étant formée par un piston 30B susceptible d'être relevé pour introduire la matière dans le moule ou extraire la pièce après fabrication et être abaissé pour former avec la partie 30A la cavité de moulage proprement dite. La figure 5 est une vue en coupe d'une partie d'une variante de moule se composant d'une face extérieure 40, d'une face inférieure 41, d'une intérieure 42 et d'un piston 43, ces quatre éléments définissant la cavité de moulage. La face intérieure 42 du moule comporte un logement et des évidements permettant de recevoir la jante 44 avec éventuellement les rayons et l'axe de la roue dont le bandage porte la référence 45. Dans ce cas, pour permettre la mise en place de la jante et l'extraction de la pièce terminée, il est intéressant que la partie intérieure du moule se compose de deux pièces 42A et 42B qui s'ouvrent pour le démoulage. La présente invention s'applique de manière générale à la fabrication de toutes les pièces à vulcaniser et en particulier, de manière très intéressante à la fabrication de pièces à vulcaniser, ayant une certaine épaisseur dematière vulcanisable comme pdr exemple des bandages de roues de chariots destinés à transporter des charges lourdes (bandages pleins) de bandages de brouettes etc... REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de pièces en matière vulcanisable, procédé selon lequel on utilise un générateur de micro-ondes comme moyen de chauffage de la matière à vulcaniser, procédé caractérisé en ce que - on prépare (1) la masse de matière à mettre sous forme et vulcaniser, - on transfère (2) cette masse de matière à travers un générateur de micro-ondes (3) pour élever la température de la masse au moins à un niveau voisin de sa température de vulcanisation, - on introdui-t (4) cette masse de matière (5) dans la capité de moulage et/ou de vulcanisation pour sa mise en forme, - on poursuit (6) o-u on termine le traitement de vulcanisation, - on démoule (7) la pièce. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant l'introduction de la masse moulée et/ou à vulcaniser complètement, on introduit (5) dans le moule une pièce auxiliaire susceptible de faire partie de la pièce terminée. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, appliqué à la fabrication de roues à bandage, caractérisé en ce qu'on introduit (5) dans le moule du bandage, une pièce auxiliaire constituée par la jante de la roue et on introduit (4) dans la cavité de moulage la masse de matière -destinée à former le bandage sur la jante. 40) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert à travers le générateur de microondes (3) est effectué de manière continue et l'introduction (4) dans le moule est effectuée de manière discontinue. 50) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert (2) à travers le générateur de microondes (2) est réalisé de manière discontinue avec une masse de matière correspondant au moins à une fraction de la masse nécessaire au remplissage de la cavité de moulage. 60) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle compren - une trémie (10, 20) de préparation du mélange à mouler et à vulcaniser, comportant un agitateur (11, 21) pour mélanger la matière et ses adjuvants éventuels, - un moyen de transfert (12, 22, 23, 24, 26) recevant la matière ainsi mélangée de la trémie d'alimenstation (10, 20), - un moyen de préchauffage (13, 25) comprenant un générateur de micro-ondes pour préchauffer la matière à une température au moins voisine de la température de vulcanisation, - un moule (14, 28) pour mettre la matière en forme et réaliser ou terminer la vulcanisation. 70) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de transfert (12) est constitué par une bande transporteuse traversant le moyen de préchauffage à micro-ondes. 80) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de transfert (23, 22, 24) est constitué par un ensemble cylindre-piston communiquant avec la trémie d'alimentation et placé dans le champ du générateur de micro-ondes, ce cylindre étant muni d'un canal de transfert (26) susceptible d'être mis en communi- cation avec une cavité de moulage (28), pour transférer la matière chauffée du cylindre vers le moule. 90) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs moules (28) montés sur un carrousel (27) défilant devant le canal de sortie du cylindre de transfert de la matière chaude.