Brevet FR2815572A1 — publié le 20020426

MANCHON D'IMPRESSION A MONTAGE PAR EXPANSION RADIALE La présente invention concerne un manchon du type en matériau composite à montage sur des cylindres supports par expansion radiale. On connaît de tels manchons en matériau composite notamment à travers le brevet FR-A-2 684 924. Ce manchon est prévu pour être monté sur un cylindre support généralement métallique. Un tel cylindre est creux, formant ainsi une chambre. Il est muni d'une entrée axiale permettant de le connecter à une alimentation d'air sous pression et de trous de petit diamètre, formant des ajutages. Ces trous sont ménagés radialement à travers l'épaisseur de ce cylindre, débouchant sur sa surface périphérique. Le manchon comprend nécessairement un matériau intérieur compressible radialement pour assurer une expansion du diamètre intérieur. Le diamètre intérieur du manchon est légèrement inférieur à celui du cylindre support afin qu'il assure un serrage du cylindre une fois monté. Le montage s'effectue par engagement de l'extrémité du manchon jusqu'à ce que celui-ci soit au droit d'une première série d'ajutages. Dès lors, il se forme un film d'air sous pression entre le cylindre support et l'intérieur du manchon, pour autant qu'on ait ouvert l'alimentation raccordée à l'intérieur du cylindre. Ce film d'air sous pression comprime la couche expansible pour assurer l'augmentation du diamètre interne du manchon et pour autoriser ainsi son montage par simple translation sur le cylindre support. Au fur et à mesure de la translation, le manchon passe au-dessus des ajutages suivants qui prolongent l'expansion radiale amorcée. La judicieuse répartition des ajutages sur toute la longueur du cylindre permet un montage aisé. Lorsque le manchon est en place, il suffit de couper l'alimentation d'air sous pression pour supprimer le film d'air existant à l'interface cylindre/manchon. De ce fait, la couche intérieure, radialement compressible, tend à reprendre son diamètre initial qui est plus petit que celui du cylindre support, si bien que l'on obtient un effet de serrage radiale. Une telle procédure de montage est bien connue et très utilisée car sur un même cylindre support, pièce la plus chère, on peut monter des manchons de différents diamètres extérieurs pour un même diamètre intérieur puisqu'il suffit de faire varier l'épaisseur de la partie externe du manchon solidaire de la partie interne expansible radialement. Un problème survient dès lors que l'on propose de réaliser un manchon en disposant une couche intermédiaire compressible car on obtient bien sûr une très grande facilité de montage qui compense aisément les éventuels défauts du cylindre support mais, par contre, il en résulte un inconvénient majeur dû à cette trop grande compressibilité. Cet inconvénient est d'ailleurs renforcé si les couches de la partie externe sont également quelque peu compressibles. En effet, ces manchons sont destinés à supporter un cliché imprimeur qui vient, durant le fonctionnement, en appui contre un cylindre contrepression dans la machine d'impression, suivant une ligne de pression. Mais du fait de cette compressibilité trop importante, il se produit un écrasement de la couche intermédiaire compressible le long de cette génératrice de pression. On constate alors des défauts d'impression. Afin de résoudre ce problème, on a imaginé réaliser des manchons internes à partir de l'enroulement d'un non-tissé avec une résine assurant la liaison, l'ensemble recevant à sa périphérie une succession de couches externes à base de feutre polyester noyé dans une résine époxy. L'ensemble est alors très rigide. La qualité d'impression est très nettement améliorée mais le montage de tels manchons sur les cylindres supports est rendu très difficile par le faible taux de compressibilité de la couche interne. Ces difficultés de montage sont augmentées dès que le cylindre support présente quelques défauts de précision d'usinage ou des défauts de surface, surtout quand le cylindre support est ancien. Or le parc de cylindres supports métalliques existants et en service est très important et il faut pouvoir y adapter les manchons actuellement commercialisés tout en étant certain de l'effort de serrage radial exercé. Le but de la présente invention est de pallier ces problèmes en proposant un manchon qui permet d'obtenir une bonne qualité d'impression sans écrasement rédhibitoire tout en autorisant un montage facile sur le cylindre support et un parfait serrage radial. A cet effet, selon l'invention le manchon en matériau composite se caractérise en ce qu'il comprend, du centre vers l'extérieur, au moins une première couche déformable de faible épaisseur, une deuxième couche de matériau compressible apte à assurer la compensation de diamètre et assurer un effort élastique de rappel, une troisième couche sous forme d'une ceinture inextensible et une ou plusieurs quatrièmes couches de calage pour atteindre le diamètre nominal souhaité. Comme matériau compressible, on peut recourir à un agencement avec un cordon de matériau élastomère enroulé dans un filetage ménagé dans une partie de l'épaisseur de la première couche ou à un matériau ayant une structure très ouverte et/ou perforée, noyé dans une matrice de résine élastique. De façon préférentielle, la troisième couche formant une ceinture inextensible est tendue sur la deuxième couche compressible en sorte de comprimer partiellement cette couche. La présente invention va être maintenant décrite selon un mode de réalisation préférentiel non limitatif et selon au moins une variante, ceci en regard des dessins annexés sur lesquels les figures représentent : - figure 1A, une vue de la première étape de fabrication du premier mode de réalisation selon l'invention, - figure 1 B, une vue de la deuxième étape de fabrication, et - figure 1 C, une vue de la troisième et dernière étape de fabrication, - figures 2A, 2B, 2C, un synoptique de montage du manchon fabriqué selon le premier mode de réalisation, - figure 3A, une vue de la première étape de fabrication de la variante, - figure 3B, une vue de la deuxième étape de fabrication de la variante et, - figure 3C, une vue de la troisième et dernière étape de fabrication de la variante. Sur la figure 1A, on a représenté un cylindre support 10 comprenant de façon connue une alimentation 12 d'air sous pression et des ajutages 14 radiaux. La première étape consiste à réaliser, toujours sur la figure 1A, une première couche 16 de base d'une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 2 mm d'épaisseur, après avoir déposé un agent de démoulage sur le cylindre support de fabrication, à la cote nominal normalisée des cylindres supports de travail. Une telle couche est réalisée par exemple par enroulements successifs, spiralés, d'un matériau à base de fibres polyester imprégnées d'une résine avec durcisseur. L'épaisseur de cette couche est, dans ce cas, comprise entre 1 et 2 mm. Une fois cet enroulement terminé, on procède à la cuisson de cette couche pour la polymériser. Ce premier manchon interne est alors usiné, comme montré de façon agrandie sur la figure 1 B, au moyen d'un outil pour former un filetage 18 avec une gorge arrondie dont le pas et la profondeur sont déterminés en fonction des besoins comme cela va être maintenant expliqué. En effet, cette gorge reçoit un cordon élastique 20 dont la dureté shore est également à définir. Le cordon et le filetage constituent la deuxième couche 22. Une fois terminée la mise en place de ce cordon élastique dans le filetage, on procède à l'enroulement d'une ceinture 24 inextensible à l'aide de fibres telles que des fibres aramides, carbones ou verre, l'enroulement étant réalisé en traction afin de comprimer partiellement le cordon élastique, voir figure 1 C. Cette ceinture 22 périphérique reçoit sur sa périphérie au moins une quatrième couche 26 de matériau adapté pour fournir l'épaisseur suffisante et atteindre le diamètre extérieur final recherché. De plus, ces couches de matériau adapté permettent d'assurer une bonne qualité d'impression le long de la ligne de pression de ce manchon imprimeur sur le cylindre de contre-pression. Le manchon porte-cliché ainsi fabriqué présente une première couche mince à fort pouvoir de compressibilité et en contrepartie à fort pouvoir de serrage radial grâce au cordon en matériau élastomère qui est susceptible de se déformer. Lorsque de l'air sous pression est émis par les ajutages du cylindre support, la première couche intérieure se déforme radialement de l'intérieur vers l'extérieur et le cordon élastomère se comprime. Il y a une augmentation du diamètre intérieur nominal. Le montage est rendu aisé par cette augmentation du diamètre intérieur qui compense même les éventuelles défauts du cylindre support. Dès que la pression est interrompue, le cordon élastomère a tendance à reprendre son volume initial. Comme il ne peut s'expanser radialement vers l'extérieur étant ceinturé par une couche inextensible, toute sa capacité élastique de rappel est orientée radialement vers l'intérieur. Le manchon est alors parfaitement maintenu serré sur le cylindre support sur lequel il est monté, évitant les glissements angulaires qui sont inadmissibles en impression. On retrouve ces étapes de montage sur les figures 2A, 2B et 2C La présente invention propose également une variante de réalisation d'un tel manchon et l'on se reporte aux figures 3. Dans cette variante, on retrouve les troisième et quatrième couches extérieures 24,26 identiques mais la deuxième couche 22 est modifiée. Dans cette variante le cordon en matériau élastomère et le filetage sont remplacés par une couche 22-1 compressible à part entière, d'une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres, comprise entre 1,5 et 5 mm, en l'occurrence 2 mm. Dans un mode préférentiel, cette couche est réalisée à partir d'un feutre notamment polyester ayant une structure très ouverte et/ou perforée afin de l'imprégner sur toute son épaisseur d'une résine élastique telle qu'un polyurethane. On obtient le résultat représenté sur la figure 3A. De la même façon que précédemment, on réalise une couche formant une ceinture périphérique inextensible 24 par exemple par enroulement filamentaire mais quel que soit le moyen de dépose, il faut pouvoir assurer une compression partielle de la partie feutre résine élastique. Une fois la ceinture inextensible réalisée, on peut bien sûr prévoir la mise en place de différentes couches 26 de matériaux adaptés afin d'atteindre le diamètre extérieur souhaité et donc le bon développement, comme précédemment. La mise en place et les réactions d'un tel manchon sont les mêmes que celles du mode de réalisation précédent. On retrouve sur la figure 3B la phase d'expansion intérieure et de compression de la couche compressible, ce qui augmente le diamètre intérieur. Dès que le manchon est totalement en place et que la pression d'alimentation est coupée, le manchon serre le cylindre support sous l'effet de rappel élastique du couple feutre/résine Ce couple feutre/résine élastique ayant été comprimé par la ceinture inextensible lors de la fabrication, il présente une capacité augmentée de serrage radial dont la composante est orientée de l'extérieur vers l'intérieur. Cette couche présente néanmoins toujours une capacité de compressibilité qui rend le montage aisé tout en assurant un effort de serrage efficace après montage sur le cylindre support de travail. On peut aussi citer d'autres variantes qui découlent des précédentes et qui sont donc incluses dans le même concept inventif. En effet, dans le feutre du deuxième mode de réalisation, on peut aussi ménager des gorges, réalisées à chaud dans la face destinée à être placée en vis à vis de la première couche. De telles gorges sont enseignées par la demande de brevet français N 0008823 au nom du même déposant. Ainsi les gorges sont complétées par de la résine élastique lors de la fabrication par exemple par enroulement du manchon. Cet excès de résine se logeant dans les gorges, forme des cordons, de façon sensiblement identique au premier mode de réalisation, à la différence près que le positionnement est entre la première et la seconde couche. Le manchon selon la présente invention est très attractif en ce sens qu'il permet d'obtenir une valeur d'expansion radiale contrôlée et ainsi une reproductibilité lors des fabrications industrielles. REVENDICATIONS 1. Manchon en matériau composite prévu pour être monté sur un cylindre (10) support muni d'ajutages et relié intérieurement à une source de fluide sous pression en sorte de pouvoir générer des flux de fluide sous pression à la surface du cylindre, ledit manchon ayant un diamètre inférieur à celui de ce cylindre support, caractérisé en ce qu'il comprend au moins du centre vers l'extérieur, une première couche (16) de faible épaisseur déformable, une deuxième couche (22,22-1) de matériau compressible apte à assurer la compensation de diamètre et assurer un effort élastique de rappel, une troisième couche (24) sous forme d'une ceinture inextensible et une ou plusieurs quatrièmes couches (26) de calage pour atteindre le diamètre nominal souhaité. 2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième couche (22) de matériau compressible est un cordon (20) de matériau élastomère enroulé dans un filetage (18) ménagé dans une partie de l'épaisseur de la première couche. 3. Manchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche (16) est comprise entre 0,5 et 2 mm. 4. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (22-1) de matériau compressible est un matériau ayant une structure très ouverte et/ou perforée, noyé dans une matrice de résine élastique. 5. Manchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résine est une résine polyuréthane et le matériau à structure très ouverte et/ou perforée est un feutre polyester perforé. 6. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau compressible comprend des gorges réalisées à chaud dans la face en vis de la première couche en sorte de former des cordons de résine élastique. 7. Manchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième couche (24) formant une ceinture inextensible est tendue sur la deuxième couche en sorte de comprimer partiellement la couche compressible. 8. Manchon selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la deuxième couche est de l'ordre de 1,5 à 5 mm, préférentiellement 2 mm. 9. Manchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (16) couche de faible épaisseur déformable est réalisée à partir de fibres polyester noyée dans un ensemble résine/durcisseur. 10. Manchon selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche est comprise entre 1 et 2 mm.