Brevet FR2797322A1 — publié le 20010209

Procédé et appareillage pour mesurer l'équilibrage d'une âme métallique dans une couche de caoutchouc ou analogue La présente invention propose un procédé et un appareillage correspondant pour mesurer l'équilibrage d'une âme métallique dans une couche de caoutchouc ou analogue. I1 s'agit plus particulièrement d'un système qui permet de vérifier le positionnement correct des torons de renfort en acier, appelés en jargon "steel cord", à l'intérieur de feuilles de caoutchouc utilisées en particulier pour la fabrication de pneumatiques. À cet effet, on fait appel à deux paires de détecteurs, disposées sur des côtés opposés par rapport à la feuille de caoutchouc, et comprenant chacune un détecteur magnétique capable de relever la distance des torons métalliques et un détecteur pneumatique capable de relever la distance de la surface correspondante de la feuille de caoutchouc. Pendant que cette dernière coulisse au contact d'une butée fixe, on relève la distance des torons et d'une première surface au moyen d'une première paire de détecteurs, on déplace selon une direction orthogonale au plan de la feuille la seconde paire de détecteurs jusqu'à ce que le second capteur magnétique relève une distance exactement égale à celle mesurée par le premier détecteur magnétique, et on adopte la moitié de la différence entre les distances relevées par les détecteurs pneumatiques comme mesure du déséquilibre de l'âme métallique par rapport au centre de la feuille de caoutchouc. Ce système permet d'obtenir des mesures précises indépendan tes des variations de température, de pression, etc. Comme on le sait, dans la couche de caoutchouc qui constitue le corps des pneumatiques est insérée une maille de renfort constituée par une multiplicité de torons métalliques, en particulier de torons en acier, lesquels sont incorporés dans la feuille de caoutchouc formant le pneumatique au moment de la production. Cette maille de renfort doit être positionnée avec précision au centre de l'épaisseur de la feuille, tant pour garantir des prestations optimales des pneumatiques que pour en faciliter l'équilibrage. L'un des problèmes qui se présentent dans ce domaine est en conséquence de vérifier pendant la production le positionne ment correct de cette maille de renfort. Dans la suite de la description, par le terme "équilibrage", on indique l'étendue du décalage des torons métalliques par rapport à la position optimale, en correspondance du plan de symétrie de la feuille de caoutchouc. Dans les années passées, la mesure de l'équilibrage, en raison des difficultés de mesure sur chaîne, était effectuée en laboratoire par des essais destructifs. Dans certains cas, on mesurait la position des torons en acier par rapport au plan de symétrie du matériau avec un microscope, après avoir sectionné un échantillon de matériau. Dans d'autres cas, on retirait avec un outil approprié la couche de caoutchouc des deux côtés de la maille, en cher chant à ne pas la déformer, pour en mesurer ensuite les épaisseurs au moyen d'un calibre à contact. Dans les années plus récentes ont été adoptées des techniques plutôt raffinées, faisant appel à l'utilisation d'appareilla ges à rayons X ou à rayons gamma qui permettent de déterminer la position des torons métalliques à l'intérieur de la feuille, sans recourir à des essais destructifs. Ces appareils sont cependant dangereux, en raison des radiations qu'ils produisent et qui sont difficilement contrôlables. Le brevet italien n 1 236 799 de la demanderesse décrit un procédé et un appareillage pour vérifier le positionnement des torons métalliques à l'intérieur de feuilles de caout chouc qui prévoient la vérification de l'épaisseur du revêtement à l'aide d'une paire de détecteurs laser position nés sur les côtés opposés par rapport au revêtement et la saisie de la position des torons métalliques à l'aide d'une paire de détecteurs magnétiques couplés aux éléments de mesure laser. Ces appareillages et procédés connus, même s'ils fournissent des mesures suffisamment précises, n'assurent pas la repro ductibilité nécessaire des résultats, en raison des dérives des signaux analogiques fournis par ces détecteurs, dont les courbes de réponse varient en fonction des conditions d'environnement telles que, par exemple, la température, etc. En substance, les appareillages connus nécessitent des opérations d'étalonnage complexes et fréquentes, qui ralen tissent le cycle de production et ont une incidence négative sur le coût du produit. Ces inconvénients sont maintenant éliminés par la présente invention qui propose un procédé et un appareillage qui prévoient de faire coulisser la feuille contenant les torons métalliques au contact d'une butée fixe, mesurer la distance d'une première surface de la feuille au moyen d'un premier détecteur pneumatique en maintenant celui-ci à une distance fixe de ladite première surface, mesurer la distance de la maille métallique au moyen d'un premier détecteur magnétique couplé audit premier détecteur magnétique, mesurer la distance des torons en acier et de la seconde surface de la feuille au moyen d'une paire analogue de détecteurs magnéti que et pneumatique positionnés sur le côté opposé de la feuille et montés sur un support commun, déplacer ce support jusqu'à ce que ledit second détecteur magnétique se trouve à une distance des torons métalliques égale à la distance relevée par ledit premier capteur magnétique, et adopter la différence entre les mesures effectuées par les détecteurs magnétiques comme mesure de l'équilibrage. La présente invention est décrite en détail ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés. La figure 1 illustre schématiquement un appareillage selon l'invention. Les figures 2 à 4 sont des graphiques illustrant à titre d'exemple le procédé selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 indique une feuille de caoutchouc dans laquelle est enrobée, en correspondance du plan central de symétrie, une maille 2 constituée par des torons en matériau métallique, en particulier des torons en acier. La mesure de la position des torons et des surfaces de la feuille 1 s'effectue, selon l'invention, en utilisant deux paires de détecteurs, disposées respectivement sur le côté inférieur et sur le côté supérieur de la feuille 1. La paire inférieure comprend un détecteur magnétique 3 et un capteur de position constitué par exemple par un détecteur de distance de type pneumatique 4. Les détecteurs 3 et 4 sont montés sur un support commun indiqué par la référence 5. Le support 5 est mobile selon un axe Z perpendiculaire au plan de la feuille 1, et il est prévu des moyens de type connu capables de faire varier la position du support 5 selon ladite direction de manière à maintenir constante la distance à la feuille relevée par le détecteur pneumatique 4. Du côté opposé, alignés avec les précédents, se trouvent un détecteur magnétique 6 et un détecteur pneumatique 7, montés eux aussi sur un support commun 8. Le support 8 est mobile lui aussi selon l'axe Z perpendicu laire au plan de la feuille et les déplacements sont comman dés de manière connue, par exemple au moyen d'un arbre à billes actionné par un moteur pas-à-pas ou analogue. Conformément à l'invention, on fait coulisser la feuille 1 au contact d'une butée fixe, qui peut être constituée par exemple par une paire de rouleaux de support 9 et 10, ou bien par un plan de coulissement dans lequel est ménagé une cavité en correspondance des détecteurs 3 et 4 ou un autre système analogue. L'appui du matériau sur cette butée fixe permet de réduire la variation de position relative des matériaux dans l'espace, permettant ainsi de maintenir sensiblement constantes les distances, indiquées respectivement par B2 et B2 sur les figures 2 et suivantes, du détecteur magnétique 3 et du détecteur pneumatique 4 par rapport à la feuille. L'appareillage est muni de dispositifs électroniques non illustrés, de type connu, capables de comparer les lectures effectuées par les détecteurs magnétiques 3 et 6 et d'inter venir sur les dispositifs qui commandent les déplacements du support 8 de manière à soulever ou à abaisser ledit support jusqu'à amener le détecteur 6 à une distance de la maille métallique égale à celle du détecteur 4. En substance, la logique de contrôle compare les signaux à la sortie des détecteurs 3 et 6 et fait varier la position du second jusqu'à ce que ces signaux soient égaux. Dans ces conditions, les deux détecteurs se trouvent à la même distance, sur les côtés opposés, par rapport à l'armature métallique. Si les torons sont parfaitement positionnés sur le plan de symétrie de la feuille 1, les détecteurs pneumatiques se trouveront eux aussi à des distances égales des surfaces de la feuille (figure 2) et fourniront par conséquent des valeurs coïncidentes. On suppose maintenant que pour un certain tronçon se produise un déséquilibre, par exemple que les torons métalliques se trouvent déplacés vers le haut par rapport au plan de symétrie, comme sur la figure 3. Dans ce cas, les signaux émis par les détecteurs magnétiques seront différents et la logique de contrôle commandera le relèvement du support 8 jusqu'à ce que ces signaux coïnci dent. Dans ce cas cependant, alors que le détecteur pneumatique inférieur 4 se maintient toujours à la même distance de la surface inférieure de la feuille, le détecteur pneumatique supérieur 7, par suite du déplacement du support 8, est amené à une distance plus grande, égale au double de la distance qui mesure le décalage des torons en acier par rapport au plan de symétrie. En calculant alors la différence entre les distances relevées par les détecteurs pneumatiques, il est possible d'obtenir la valeur de ce décalage. En substance, en appelant Bi le déséquilibre, et D1 et D2 les distances mesurées par les détecteurs pneumatiques, on obtient Bi = 1/2(D1-D2). Comme il ressort clairement de la description ci-dessus, le système selon l'invention permet d'obtenir des mesures précises de l'équilibrage des torons de renfort et garantit une constance et une reproductibilité optimales des résultats puisque, ceux-ci étant obtenus par la comparaison de deux mesures effectuées par des détecteurs qui travaillent simultanément et dans les mêmes conditions, la valeur obtenue est indépendante de la dérive des signaux analogiques due à des variations des conditions d'environnement. I1 en résulte une simplification extrême de la structure du dispositif de mesure et une plus grande fiabilité de celui- ci. En outre, la nécessité de procédures d'étalonnage des dispositifs magnétiques est éliminée, avec pour conséquence une plus grande facilité d'utilisation du système. De nombreuses modifications et variantes pourront être prévues par l'homme du métier sans sortir de la présente invention. Revendications 1. Procédé pour mesurer l'équilibrage d'une maille métalli que (2) insérée dans une feuille de caoutchouc (1) ou analo gue, caractérisé en ce qu'on prévoit les étapes suivantes: - mesure de la distance d'une première surface de la feuille au moyen d'un premier capteur de position (4); - mesure de la distance des torons métalliques au moyen d'un premier détecteur magnétique (3), en maintenant ledit détecteur magnétique à une distance fixe des torons; - mesure de la distance des torons métalliques au moyen d'un second détecteur magnétique (6) positionné du côté opposé de la feuille et monté sur un support (8) auquel est solidarisé aussi un second capteur de position (7) analogue au premier; - déplacement dudit support jusqu'à amener ledit second détecteur magnétique à une distance des torons métalli ques égale à la distance relevée par ledit premier détecteur magnétique; - mesure de la distance de la seconde surface de la feuille à l'aide dudit second capteur de position; - mesure de la différence entre les distances relevées par lesdits premier et second capteurs de position; - calcul du déséquilibre en fonction de ladite comparai son. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit premier détecteur magnétique (3) et ledit premier capteur de position (4) sont montés sur un support commun (5), et ledit support est déplacé dans une direction perpendiculaire au plan de la feuille de manière à maintenir constante la distance relevée par ledit premier capteur de position. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait coulisser ladite feuille incorporant les torons métalliques sur une butée fixe (9, 10). 4. Appareillage pour mesurer l'équilibrage d'un renfort métallique (2) incorporé à l'intérieur d'une feuille de caoutchouc (1) ou analogue, caractérisé en ce qu'il est prévu: - un premier détecteur magnétique (3), disposé sur un côté de la feuille, propre à mesurer la distance à partir des torons métalliques; - un premier capteur de position (4), couplé audit premier détecteur magnétique, capable de mesurer la distance d'une première surface de la feuille; - des moyens propres à maintenir lesdits premier détecteur magnétique et premier capteur de position à une distance fixe de la feuille; - un second détecteur magnétique (6), monté sur un support mobile (8) et disposé du côté opposé de la feuille, propre à relever la distance des torons métalliques; - un second capteur de position (7) couplé audit second détecteur magnétique et monté sur le même support, pour mesurer la distance de la seconde surface de la feuille; - des moyens propres à commander les déplacements dudit support jusqu'à amener ledit second détecteur magnétique à une distance prédéterminée des torons, en particulier à une distance égale à la distance relevée par ledit premier détecteur magnétique; - des moyens propres à comparer les mesures relevées par lesdits premier et second capteurs de position quand lesdits détecteurs magnétiques se trouvent à des distan ces égales des torons, pour fournir un signal fonction du décalage desdits torons métalliques par rapport au plan de symétrie de ladite feuille. 5. Appareillage selon la revendication 4, dans lequel il est prévu un support fixe (9, 10) sur lequel coulisse ladite feuille. 6. Appareillage selon la revendication 5, dans lequel ledit support fixe est constitué par une série de rouleaux à axe fixe sur lesquels passe ladite feuille. 7. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel lesdits capteurs de position (4, 7) sont des détec teurs de position pneumatiques.