Brevet FR2790219A1 — publié le 20000901

La présente invention a pour objet un procédé de vulcanisation de durits en caoutchouc ou en élastomère analogue, et le dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé. Par sa vulcanisation, on modifie les propriétés du caoutchouc, ou analogue, en sorte qu'il devienne moins sensible aux variations de température et aux solvants, et plus résistant à la rupture et à l'abrasion. Les durits en caoutchouc, ou analogue, vulcanisées sont essentiellement destinées à véhiculer un fluide, tel que par exemple l'air, l'eau ou l'huile d'un système de refroidissement et/ou de lubrification d'un moteur thermique. De manière traditionnelle, la vulcanisation d'une durit est réalisée selon soit le procédé qui consiste à emmancher celle-ci sur un mandrin afin qu'elle épouse sa forme, puis à placer l'ensemble dans un autoclave o règnent des conditions particulières de température et de pression, soit le procédé qui consiste à placer la durit sur un support et à soumettre l'ensemble à un courant d'air chaud. Or, ces procédés ne donnent pas entière satisfaction du point de vue de la qualité de la vulcanisation. En effet on peut constater dans une durit de caoutchouc vulcanisée selon l'un des procédés précités, d'une part la présence de bulles, et d'autre part une vulcanisation partielle dans l'épaisseur, ce qui influe sur les qualités de résistance à la rupture et à la chaleur des durits. Ces inconvénients sont notamment liés à la mauvaise diffusion de la chaleur dans l'épaisseur de caoutchouc. D'autre part, pour pouvoir emmancher les durits sur les mandrins et les en enlever après vulcanisation, il est nécessaire d'utiliser un lubrifiant en quantité relativement importante, en sorte qu'un lavage desdites durits après vulcanisation est nécessaire. D'autre part encore, les procédés précités nécessitent l'emploi d'un matériel industriel lourd tel que les autoclaves ou les fours à air chaud. Par ailleurs, ces procédés présentent des temps improductifs de chargement et de déchargement des autoclaves ou des fours, de montée en température et/ou en pression de ceux-ci, ainsi que de retour aux conditions de pression et de température de déchargement. En outre, il est prévu de nouvelles réglementations en matière de protection de l'environnement concernant la construction des automobiles, lesquelles devront être carrossées inférieurement avec pour conséquence une augmentation de la température environnante et de la température des fluides transportés par les durits. Or, les durits vulcanisées selon les procédés précités pourront difficilement supporter cette augmentation de température. Il est possible de remédier à cet inconvénient en augmentant la température de vulcanisation des durits, toutefois les dispositifs permettant la mise en oeuvre des procédés actuels évoqués précédemment ne sont pas prévus pour supporter une augmentation de la température de vulcanisation. La présente invention a pour but de proposer un procédé de vulcanisation de durits en caoutchouc ou en élastomère analogue, et son dispositif de mise en oeuvre, permettant de remédier aux divers inconvénients précités. Le procédé de vulcanisation de durits en caoutchouc ou en élastomère analogue se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à emmancher la durit sur un mandrin, puis à chauffer rapidement ledit mandrin jusqu'à une certaine température et à maintenir celle-ci pendant une certaine durée, de manière que la vulcanisation de ladite durit s'effectue depuis l'intérieur vers l'extérieur. La réalisation de la vulcanisation de l'intérieur vers l'extérieur assure un traitement optimal de la partie interne de la durit sachant que c'est cette partie de la durit qui est en contact avec les fluides transportés. Selon une caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, la vulcanisation est réalisée dans un espace clos à une température contrôlée et/ou en atmosphère de gaz neutre. Selon une autre caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, les opérations d'emmanchement et d'enlèvement de la durit sur le mandrin sont réalisées alors que celui-ci est chaud. La chaleur du mandrin facilite la mise en place et l'enlèvement de la durit, en sorte qu'une faible quantité de lubrifiant est utilisée, et qu'un lavage n'est pas forcément nécessaire. En outre, la rapidité avec laquelle sont réalisées les opérations d'emmanchement et d'enlèvement des durits, ainsi que le maintien de la température du mandrin au dessus d'un certain seuil limitent les temps improductifs. Le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte un mandrin qui consiste en élément tubulaire de forme correspondant à celle de la durit à vulcaniser, d'un diamètre sensiblement égal au diamètre interne de cette dernière, et comportant intérieurement des moyens permettant une circulation d'un fluide caloporteur destiné à chauffer ledit mandrin. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention, le mandrin consiste en un tube dont une extrémité est fermée tandis que l'autre extrémité est traversée par un tuyau d'un diamètre externe inférieur à celui interne dudit mandrin, dont l'extrémité débouche à proximité de l'extrémité fermée dudit mandrin, et qui est connecté à un appareil producteur d'un fluide chaud sous pression, lequel fluide circule dans ledit tuyau pour revenir extérieurement à celui-ci contre la paroi interne du mandrin pour retourner vers ledit appareil par l'intermédiaire d'un conduit disposé à proximité de l'extrémité du mandrin traversée par ledit tuyau. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, l'extrémité fermée du mandrin est de forme arrondie ou conique pour faciliter l'opération d'emmanchement d'une durit. Selon une disposition particulière du dispositif selon l'invention, le tuyau est flexible pour permettre son introduction dans le mandrin et épouser les formes de celui- ci qui peuvent être diverses. Selon une autre disposition particulière du dispositif selon l'invention, le tuyau est réalisé dans un matériau malléable en sorte de pouvoir être cintré en même temps que le mandrin dont les formes peuvent être diverses. Outre le fait que la vulcanisation est de meilleure qualité que celle réalisée au moyen des dispositifs actuels, le dispositif selon l'invention est avantageusement d'une conception simple et peu onéreuse, et ne nécessite pas de matériel lourd tel qu'un autoclave ou un four. Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé, la figure unique représente une schématique en coupe d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de vulcanisation selon l'invention. Sur cette figure on peut voir une durit 1 en caoutchouc ou en élastomère analogue, emmanchée sur un mandrin 2. Le mandrin 2 consiste en un tube d'un diamètre extérieur sensiblement égal à celui interne de la durit 1. Le mandrin 2 est fermé à une extrémité 20, laquelle est de forme arrondie ce qui facilite l'emmanchement de la durit 1. L'autre extrémité du mandrin 2 est d'une part connectée à deux conduits 21 et 22, et d'autre part traversée hermétiquement par un tuyau 3 introduit dans le mandrin 2 de manière que son extrémité 30 débouche à proximité de l'extrémité fermée 20 du mandrin 2. Le conduit 21 et le tuyau 3 sont reliés à un appareil, non représenté, de production d'un fluide 4 chaud et sous pression, tel que de l'huile, tandis que le conduit 22 est destiné au purgeage du dispositif, il est pour cela équipé d'une vanne, non représentée. Le fluide 4 circule en circuit fermé, il passe dans le tuyau 3 et à l'extrémité 30 de celui-ci se répand dans le mandrin 2 duquel il ressort par le conduit 21 pour retourner à l'appareil de production qui assure la régulation de la température du fluide 4. En passant dans le mandrin 2, le fluide 4 chauffe la paroi tubulaire 23 de celui-ci qui transmet la chaleur à la durit 1 pour en réaliser la vulcanisation. Du fait de la circulation du fluide 4 et de la régulation opérée par l'appareil de production, la température du mandrin 2 demeure quasiment constante au n -i de, la partie sur laquelle est emmanchée la durit 1. Une vulcanisation devant être réalisée à une certaine température, et du fait de la déperdition de chaleur, le fluide 4 est injecté dans le mandrin 2 dans des conditions particulières de température et de débit, qui sont fonction de la température de vulcanisation recherchée, des caractéristiques dimensionnelles du mandrin 2 et de la durit 1, ainsi que de la température ambiante. Il y a lieu de remarquer qu'afin d'obtenir un meilleur résultat il est préférable de réaliser le procédé à une température ambiante constante et de préférence chaude. Aussi, de manière optionnelle toutefois, le procédé peut être réalisé dans un espace clos ou règne une température contrôlée. En outre, on a pu également constater une amélioration de la vulcanisation, lorsque celle-ci est réalisée en atmosphère de gaz neutre, par exemple de l'azote. On notera que le résultat optimum est obtenu en espace clos à une température contrôlée et en atmosphère de gaz neutre. On notera également que la vulcanisation est de meilleure qualité lorsque la température de vulcanisation est atteinte rapidement, ce que permet le dispositif selon l'invention. Après l'opération de vulcanisation, la durit 1 est enlevée du mandrin 2, ce qui est réalisé aisément du fait de la température de ce dernier, laquelle est toutefois contrôlée dans l'intérêt pratique de l'opération d'enlèvement et dans l'intérêt technique de la qualité de la durit produite. La mise place d'une autre durit 1 peut être réalisée aussitôt, alors que le mandrin 2 est encore chaud, ce qui facilite l'emmanchement, la température du mandrin 2 étant toutefois contrôlée pour les mêmes raisons que celles évoquées précédemment concernant l'opération d'enlèvement. Cette opération ne nécessite l'emploi que d'une faible quantité de lubrifiant, lequel peut, selon la température du mandrin 2, se vaporiser dès le début du processus de vulcanisation, en sorte qu'un lavage ultérieur de la durit 1 n'est pas nécessaire. On notera que, de manière non limitative, la température d'enlèvement ou d'emmanchement ne doit pas, de préférence, être inférieure à 80 C. On notera également que le mandrin 2 n'est pas nécessairement rectiligne, il est de forme correspondant celle de la durit 1 laquelle peut comporter par exemple un ou plusieurs coudes. Aussi, le tuyau 3 est avantageusement malléable ou flexible, apte à prendre la forme du mandrin 2 lorsqu'il y est introduit. Le tuyau 3 peut ainsi être constitué d'un flexible introduit dans le mandrin 2 après cintrage de celui-ci. Il peut également consister en un tuyau fait d'un matériau malléable, tel que du cuivre, introduit dans le mandrin 2 et coudé avec celui-ci, en utilisant un procédé de type connu qui consiste à injecter dans le mandrin 2 avant le cintrage un produit réversiblement solidifiable. Le procédé et le dispositif selon l'invention autorisent des gains de productivité importants, en limitant les temps de chargement et de déchargement. Par ailleurs ils permettent de diminuer les coûts de fabrication en ne nécessitant pas de matériel lourd et en évitant les temps de refroidissement entre deux vulcanisations. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de réalisation, susceptible de subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé de vulcanisation de durits en caoutchouc ou en élastomère analogue, caractérisé en ce qu'il consiste à emmancher la durit (1) sur un mandrin (2), puis à chauffer rapidement ledit mandrin (2) jusqu'à une certaine température et à maintenir celle-ci pendant une certaine durée, de manière que la vulcanisation de ladite durit (1) s'effectue depuis l'intérieur vers l'extérieur. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations d'emmanchement et d'enlèvement de la durit (1) sur le mandrin (2) sont réalisées alors que celui-ci est chaud. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les opérations d'emmanchement et d'enlèvement de la durit (1) du mandrin (2) sont réalisées alors que la température de celui-ci n'est pas, de préférence, inférieure à 80O C. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vulcanisation est réalisée dans un espace clos à une température contrôlée et/ou en atmosphère de gaz neutre. ) Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin (2) qui consiste en élément tubulaire de forme correspondant à celle de la durit (1) à vulcaniser, d'un diamètre sensiblement égal au diamètre interne de cette dernière, et comportant intérieurement des moyens (3) permettant une circulation d'un fluide caloporteur (4) destiné à chauffer ledit mandrin (2). 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin (2) consiste en un tube dont une extrémité (20) est fermée tandis que l'autre extrémité est traversée par un tuyau (3) d'un diamètre externe inférieur à celui interne dudit mandrin, dont l'extrémité (30) débouche à proximité de l'extrémité fermée (20) dudit mandrin (2), et qui est connecté à un appareil producteur d'un fluide (4) chaud sous pression, lequel fluide (4) circule dans ledit tuyau (3) pour revenir extérieurement à celui-ci contre la paroi interne (23) du mandrin (2) pour retourner vers ledit appareil par l'intermédiaire d'un conduit (21) disposé à proximité de l'extrémité du mandrin (2) traversée par ledit tuyau (3). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité fermée (20) du mandrin (2) est de forme arrondie ou conique pour faciliter l'opération d'emmanchement d'une durit (1). 8) Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le tuyau (3) est flexible pour permettre son introduction dans le mandrin (2) et épouser les formes de celui-ci qui peuvent être diverses. 9) Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le tuyau (3) est réalisé dans un matériau malléable en sorte de pouvoir être cintré en même temps que le mandrin (2) dont les formes peuvent être diverses.