Brevet FR2641491A1 — publié le 19900713

Installation pour la fabrication de pièces en caoutchouc, notamment de pièces composées d'une partie métallique et d'une partie en caoutchouc vulcanisé, telles que les roues à bandage". La présente invention concerne une installation pour la fabrication de pièces en caoutchouc, notamment de pièces composées d'une partie métallique et d'une partie en caoutchouc vulcanisé, telles que les roues à bandage. Il est connu de fabriquer des pièces en poudre de caoutchouc telles que des roues à bandage dont le bandage est vulcanisé sur la jante métallique. Pour cela, on connaît différents moyens, en particulier un procédé et une installation selon lesquels on fait passer la poudre de caoutchouc sur un tapis roulant dans la zone d'action d'un générateur de micro-ondes qui réchauffe la poudre à une température inférieure à la température de vulcanisation. Puis, cette poudre est déversée dans un moule contenant déjà la jante. Le moule est fermé pour passer en vulcanisation. Bien que ce procédé connu permette de réduire la durée du cycle de fabrication d'une roue à bandage, il ne donne pas entière satisfaction car le réchauffage de la poudre avant introduction dans le moule est relativement irrégulier de sorte qu'il faut un temps de cuisson relativement long pour homogénéiser la masse de caoutchouc et assurer une vulcanisation régulière et homogène. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer une installation de fabrication de pièces en poudre de caoutchouc, notamment de roues à jante métallique et bandage, dont le cycle de fabrication est particulièrement court sans que cela ne soit au détriment de la qualité du produit fabriqué. A cet effet, l'invention concerne une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif de pesée pour doser une quantité déterminée de poudre de caoutchouc, - un mélangeur qui reçoit la quantité de poudre pesée par le dispositif, ce mélangeur étant muni d'un agitateur et d'un fond en forme de cône susceptible d'effectuer un mouvement descendant commandé (moteur) pour l'ouverture ou ascendant pour la fermeture de l'agitateur, ainsi qu'une fenêtre réalisée dans la paroi du mélangeur, cette fenêtre étant transparente aux micro-ondes, - un générateur de micro-ondes (magnétron) injectant de l'énergie sous forme de micro-ondes dans le mélangeur à travers la fenêtre, - une presse avec des moules pour recevoir la poudre de caoutchouc réchauffée à une température inférieu re à la température de vulcanisation et assurer la mise en forme et la vulcanisation du produit en poudre de caoutchouc, - ainsi qu'un circuit de commande relié au dispositif de pesée, au mélangeur, au générateur de micro-ondes et à la presse pour commander le fonctionnement cyclique. Cette installation permet de traiter chaque fois la matière nécessaire à la fabrication d'une ou de quelques pièces. La poudre de caoutchouc est pesée de manière précise puis elle est introduite dans le mélangeur ; elle y subit une agitation active tout en étant soumise au champ électromagnétique à micro-ondes qui en assure le réchauffage à coeur. Une sonde de température permet de déterminer la température précise de la masse et d'arrêter le préchauffage dès que la température de consigne est atteinte. Le cône qui obture le fond du mélangeur est commandé suivant un mouvement de translation vertical et de rotation pour assurer une répartition régulière, de par sa rotation, de la poudrette ainsi mélangée et réchauffée à l'intérieur du moule mis sous le mélangeur. Puis, le moule, chargé de la quantité nécessaire de poudre de caoutchouc, est transféré dans la presse. Sans perte de temps pendant l'opération de pressage et de vulcanisation, le dispositif de pesée effectue une nouvelle pesée et introduit la quantité de poudre dans le mélangeur. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure annexée montrant une installation de fabrication de pièces en caoutchouc selon l'invention. Selon la figure, l'installation se compose d'un dispositif de pesée 1 qui pèse une quantité déterminée de poudre de caoutchouc fournie par la trémie 2. Le réceptacle du dispositif de pesée 1 est fermé par une vanne commandée 3. Sous le dispositif de pesée 1 se trouve un mélangeur 4 qui reçoit la quantité pesée par l'ouverture de la vanne 3. Le mélangeur 4 est un récipient muni d'un agitateur 5 commandé par un moteur 8. Le fond du récipient formant le mélangeur 4 est constitué par un cône 6 commandé en translation verticale par un moteur 7. Lorsque le cône 6 est en position relevée, il ferme le mélangeur 4 et en position abaissée, il permet d'évacuer régulièrement le contenu du mélangeur 4 dans un moule non représenté placé sous le mélangeur. Le mélangeur 4 est équipé d'un générateur de micro-ondes 10 qui injecte l'énergie à haute fréquence par un guide d'ondes il et une fenêtre 12 réalisée dans la cuve du mélangeur 4 et transparente aux microondes. Cette fenêtre peut être en PTFE. Suivant la quantité de produit à réchauffer dans le mélangeur 4, le guide d'onde 11 peut être relié à un ou plusieurs générateurs de micro-ondes 10 (magnétrons). Le mélangeur 4 est également équipé d'une sonde de température 13 qui détecte la température au coeur de la masse de produit pour commander l'arrêt du générateur 10 lorsque la température de consigne est atteinte. L'installation comporte également une ou plusieurs presses formées d'une table 20 sur laquelle circulent la ou les parties inférieures 21 de moules, commandées par exemple, par un vérin 22. La ou les parties de moules 21 sont ainsi mises sous le mélangeur 4 pour recevoir la quantité appropriée de poudre lors de l'ouverture et de la rotation du cône 6. Lorsque la partie inférieure du moule 21 est remplie, le vérin 22 commande son transfert sous la partie supérieure 23 portée par le bâti 24 de la presse. Un vérin 25 commande la fermeture du moule. La presse est également munie de moyens de chauffage non représentés pour assurer la vulcanisation de la poudre de caoutchouc contenue dans le moule. Enfin, l'installation est munie d'un circuit de commande 30 relié au dispositif de pesée 1, au mélangeur 4 (sonde de température) ainsi qu'au générateur de micro-ondes 10 et à la presse, pour commander le fonctionnement cyclique du dispositif de pesée 1, le transfert de la quantité pesée dans le mélangeur 4, l'agitation du mélange pendant son réchauffage à la température de consigne, l'arrêt du générateur 10 lorsque la température de consigne est atteinte dans la masse du mélange, puis le transfert du mélange ainsi réchauffé dans la partie de moule 21 conduite sous le mélangeur, le transfert de la partie 21 dans la presse sous la partie supérieure 23 et la vulcanisation pendant que le début du cycle (pesée, mélange et réchauffage) a déjà recommencé par ailleurs. Selon l'invention, la durée de cuisson (vulcanisation) dans le moule est extrêmement réduite et tant les calculs que la pratique montrent que le gain de temps réalisé dans un cycle de fabrication est d'autant plus important que la pièce nécessite une quantité plus grande de caoutchouc. A titre d'information, la puissance nécessaire au réchauffage de la poudre de caoutchouc dans le mélangeur peut être de l'ordre de 5 kW. Le magnétron utilisé fournit, suivant un exemple, une énergie électromagnétique à une fréquence de 2,45 ghz. La présente installation s'applique à la fabrication de différentes pièces en caoutchouc réalisées à partir d'une poudre de caoutchouc, et vulcanisation de la pièce mise en forme, de préférence des pièces composées d'une partie métallique et d'une partie en caoutchouc comme, par exemple, des roues à bandage dont la jante est une pièce métallique. REVENDICATIONS 1) Installation pour la fabrication de pièces en caoutchouc, notamment de pièces composées d'une partie métallique et d'une partie en caoutchouc vulcanisé, telles que des roues à bandage, installation comportant un générateur à micro-ondes fournissant l'énergie de réchauffage du caoutchouc avant son introduction dans le moule de vulcanisation, installation caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif de pesée (1, 2, 3) pour doser une quantité déterminée de poudre de caoutchouc, - un mélangeur (4) qui reçoit la quantité de poudre pesée par le dispositif (1), ce mélangeur étant muni d'un agitateur (4) et d'un fond (5) en forme de cône susceptible d'effectuer un mouvement descendant commandé (moteur 7) pour l'ouverture ou ascendant pour la fermeture de l'agitateur, ainsi qu'une fenê tre (12) réalisée dans la paroi du mélangeur (4), cette fenêtre étant transparente aux micro-ondes, - un générateur de micro-ondes (magnétron) (10) injec tant de l'énergie sous forme de micro-ondes dans le mélangeur (4) à travers la fenêtre (12), - une presse (22, 24, 25) avec des moules (21, 23) pour recevoir la poudre de caoutchouc réchauffée à une température inférieure à la température de vulcanisation et assurer la mise en forme et la vulcanisation du produit en poudre de caoutchouc, - ainsi qu'un circuit de commande (30) relié au dispo sitif de pesée (1), au mélangeur (4), au générateur de micro-ondes (10) et à la presse (22, 24, 25) pour commander le fonctionnement cyclique. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mélangeur est muni d'une sonde de température reliée au circuit de commande pour commander l'arrêt du générateur de micro-ondes (10) dès que la température prescrite est atteinte au coeur de la poudre de caoutchouc. 3) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de pesée (1) est muni d'une vanne commandée (3) pour fournir la quantité de caoutchouc pesée au mélangeur (4).