Brevet FR2824007A1 — publié le 20021031

CABINET DELHAYE - 1 La présente invention a pour objet un dispositif d'usinage de produits viscoélastiques: plus précisément, elle a pour obj et une machine d'usinage et d' ébavurage de produits caoutchouteux comme des pneumatiques. On sait que les pneumatiques comportent une bande de roulement constituée d'une couche extérieure de mélanges à base de gommes, plus ou moins épaisse, et dans laquelle sont moulées des rainures et sculptures diverses destinées, entre autres, à améliorer l'adhérence du véhicule sur le sol. Il faut, dans certains cas, usiner la surface extérieure du pnenmatique: par exemple, pour préparer le rechapage d'une enveloppe usée, ou bien pour obtenir - à partir d'une enveloppe neuve - un pneumatique " usé " en vue de faire certains essais sur la ceinture rigide, ou sur la carcasse, sans être géné par le très fort échauffement lié à l'épaisseur de gomme de la bande de roulement neuve au cours de ces essais. Dans le premier cas (rechapage), on usine souvent les pneumatiques par meulage (voir par exemple le brevet WO 00/15388), mais ce procédé provoque un échanffement superficiel que l'on veut parfois éviter; de plus, on a quelquefois besoin d'un très bon état de surface; on utilise alors un procédé de coupe; généralement, on fait tourner le pnenmatique autour de son axe, en le déplaçant vers l'outil par une translation d'une partie du bâti (voir par exemple US 4 036 275). Les outils de coupe utilisés sont généralement cylindriques, c'est-à-dire que le tranchant de la lame est circulaire (voir par exemple US 3 426 828 ou US 4 036 275) et la matière coupée passe à l'intérieur de l' outil cylindrique et s'évacue sous la forme d' une lanière. Lorsqu'on usine par un procédé de coupe une bande de roulement de pneumatique comportant des sculptures, on constate la formation de bavures en arrière de l'outil au bord des rainures du pneumatique. Jusqu'ici ces bavures ne constituaient pas un problème particulier, mais devant les exigences accrues de qualité, et la sévérité croissante des essais, il est devenu nécessaire, dans certains cas, de supprimer ces bavures. r - 2 L'invention a pour objet une machine d'usinage et d'ébavurage de bandes de roulement de pneumatiques après une opération d'usinage par coupe qui permet d'utiliser la méme machine pour la coupe et l'ébavurage sans avoir à démonter le pneumatique. Suivant l' invention, une machine d' usinage et d' ébavurage de bandes de roulement de pneurnatiques comportant un bâti, un mandrin pour supporter le prenmatique et l'entrâîner en rotation autour de son axe, un outil de coupe cylindrique et des moyens pour orienter l'outil dans diverses directions par rapport au pneumatique, est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant d'inverser la rotation dudit pneurnatique et en ce que ledit outil peut travailler dans deux positions sensiblement symétriques par rapport au pneumatique, une première position pour la coupe proprement dite, et une seconde position pour l'ébavurage, chacune desdites positions correspondant à un sens de rotation du pneumatique opposé. La machine selon l'invention a ainsi l'avantage d'assurer l'ébavurage du pneumatique tout en gardant une excellente précision d'usinage. C'est un avantage sensible relativement à une machine qui nécessiterait de retourner le pneumatique sur son axe et le faire tourner en sens inverse devant le même outil parce que les démontage et remontage du pneumatique sur son mandrin entraineraient une perte de précision de l'usinage du pneumatique. Dans une variante préférée, ledit outil présente deux tranchants circulaires capables d'occuper chacun une des deux positions symétriques. De préférence, dans la première position, l'outil a un angle de coupe alpha, et le pneumatique, un sens de rotation adéquat, et dans la seconde position, l'outil a un angle de coupe moins alpha, et le pneumatique, un sens de rotation opposé au précédent. Dans une autre variante préférée, le tranchant de l'outil comporte au moins un créneau, c'est-à-dire une partie ayant une longueur axiale plus faible; cela permet de tronçonner - 3 automatiquement la lanière de matière coupée en morceaux plus courts et d'éviter les bourrages. Bien entendu, la machine conforme à l' invention peut être utilisce de la manière habituelle, c'est-à-dire avec une seule phase d'usinage, sans procéder au basculement de l'outil et à l'inversion de la rotation du pneumatique: il en sera ainsi, par exemple, lorsqu' on procède au déchapage complet du pneumatique et qu' il n' y a donc pas de ,.. bavures a elmmer. On va décrire, à titre non limitatif, un exemple de réalisation de la machine d'usinage et d'ébavorage des bandes de roulement de pnenmatiques perfectionnée suivant l'invention, en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine d'usinage et d'ébavurage de pneumatiques selon l'invention; - les figures 2a et 2b montrent schématiquement la formation d'une bavure au cours de l'usinage de la bande de roulement d'un pneumatique; - la figure 3 est une vue du porte-outil d'une machine selon l' invention, en position d'usinage; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, dans laquelle le porteoutil est en position d'ébavurage; - la figure 5 présente en vue de dessus, un mode de réalisation d'un outil cylindrique; - la figure 6 présente, en vue de côté, l'outil de la figure S; et - la figure 7 présente, en vue de côté, un autre mode de réalisation d'un outil cylindrique. La figure 1 présente très schématiquement une machine d'usinage de bandes de roulement de pneumatiques selon l' invention. Cette machine comprend un premier bâti fixe 1 support d'un mandrin (non représenté) sur lequel est monté un pnenmatique 2. La machine comprend aussi un bâti mobile 3 support d'un porte-outil 4. Le bâti 3 est fixé sur un socle fixe 5 par l'intermédiaire de deux paires de rails 6 et 7 horizontaux. Les - 4 rails 6 sont orientés perpendiculairement à l' axe de rotation 8 du pneumatique et autorisent un mouvement de translation du bâti 3 pour le rapprocher ou l'éloigner du pneumatique 2. Les rails 7 sont orientés parallèlement à l' axe de rotation 8 du pneumatique 2 et permettent un déplacement de translation du bâti 3 parallèle à cet axe de rotation du pneumatique 2. La combinaison de ces deux mouvements de translation permet à l'outil de coupe de suivre tous les profils usuels des pneumatiques. Le bâti 3 permet aussi de déplacer verticalement le porte-outil 4 grâce à des moyens non représentés. La machine comprend aussi des moyens (non représentés) pour mettre en rotation le pneumatique 2, pour inverser son sens de rotation, ainsi que pour piloter les l O déplacements du bâti mobile 3 et la position verticale du porte-outil 4. Le porte-outil 4 est destiné à maintenir un outil de coupe comprenant deux outils cylindriques de coupe 19 et 20. A la figure 1, on voit l'outil 19 en position d'usinage du pneumatique 2. Le porte-outil 4 peut basculer horizontalement autour de l' axe 25 pour, lS comme décrit ci- après, venir mettre en contact le tranchant de l'outil 20 contre le pneumatique 2. La figure 2 montre schématiquement la formation d'une bavure 11 1orsque le tranchant d'un outil de coupe 12 arrive à l'aplomb d'une rainure 13 de la bande de roulement 14 du pneumatique. A la figure 2a, on voit un outil de coupe se déplaçant dans la direction de la flèche A relativement à une rainure 13 de la bande de roulement du pneumatique. Comme la rainure 13 est encore éloignée de l'outil de coupe 12, celui-ci sectionne sans difficulté la lanière 15 de la surface de la bande de roulement 14. En revanche, à la figure 2b, on voit que, lors du passage de l'outil de coupe 12, le bord de la rainure 13 se plie sous 1'effet de cet outil 12 et s'efface sans être coupé en donnant naissance à la bavure 11. La plasticité du matériau n'offre plus assez de résistance à l'outil pour assurer une coupe nette. Lorsqu'on désire obtenir un très bon état de surface, il faut supprimer ces bavures: l'opération d'ébavurage pourrait s'effectuer à la main s'il y a peu de reprises à faire, ou bien en retournant le pneumatique 2 sur son mandrin et en le faisant tourner en sens inverse devant le même outil de coupe, ce qui reprendrait les bavures à contresens et permettrait de les sectionner; mais on comprendra que ce procédé demande du temps pour démonter et remonter le pnenmatique, et qu'il engendre des décalages ou des désaxages qui - même légers - nuisent à la précision de l'état de surface de la bande de roulement usinée. Suivant l' invention, le porte-outil 4 permet de présenter un outil de coupe suivant deux positions symétriques par rapport au pneumatique. Dans une variante préférce de l' invention illustrée ici aux figures 3 et 4, on utilise deux outils 19 et 20 comportant chacun un tranchant circulaire 21 et 22 et montés en opposition. Ces outils sont fixés dans un support 18 entrâîné en rotation autour de son axe 26, dans une cage à billes 23, par un groupe moto-réducteur 24. La rotation des outils de coupe autour de leur axe 26 facilite l'usinage et l'ébavurage du pneumatique. Elle augmente aussi la durée de vie des tranchants entre deux affûtages. Cet ensemble 4 est monté rotatif sur un axe horizontal 25 sensiblement parallèle à celui du pnenmatique 2, ce qui permet de régler (grâce à des moyens non représentés) I'angle de coupe a ou - o de l'outil 19 ou 20. L'angle de coupe x est défini comme l'angle entre la normale à la bande de roulement au point de contact et l'axe de rotation 26 des outils 19 et 20. La figure 3 montre l'outil 19 en position d'usinage de la bande de roulement 14 du pnenmatique 2 (tranchant 21 en action), tandis que la figure 4 montre l'outil 20 en position d' ébavurage (tranchant 22 en action). Suivant l ' invention, entre les deux phases, on a basculé le porte-outils 4 autour de 1'axe 25, ajusté si nécessaire les positions verticale et horizontale du porte-outil 4 relativement à la bande de roulement 14 du pneumatique 2 et 1'on a inversé le sens de rotation (flèches F et F') du pneumatique 2. L' angle de coupe est alors - oc. - 6 On voit qu' en plus de l'avantage essentiel de l' invention, à savoir qu' il n'est pas nécessaire de retourner le pneumatique sur son mandrin, un avantage important de cette variante réside dans le fait que, grâce aux deux tranchants de l'outil de coupe, ce dernier est très rapidement et très facilement mis en action, et de plus avec une précision maximale; cela conduit à un état de surface de la bande de roulement extrêmement precls. Suivant l ' invention, les deux positions de l' outil (représentées sur les figures 3 et 4) sont symétriques par rapport au pneumatique; on utilise dans les deux phases des angles de coupe a et - a faibles et sensiblement égaux, mais on remarquera que le point d'attaque de l'outil de coupe sur la surface à usiner peut être légèrement différent. L'ensemble des moyens mécaniques décrits plus hauts, sans entrer dans le détail de techniques bien connues, permet d'ajuster la position de l'outil avec une extrême précision. Les outils de coupe 19 et 20 peuvent être des outils cylindriques avec un tranchant circulaire tels que décrits dans le brevet US 4 036 275. Les figures 5 et 6 présentent une variante prétérce d'outil de coupe selon l'invention. L'outil 30 est présenté en vue de dessus à la fgure 5 et de côté à la figure 6. I1 comporte un tranchant 31 comportant une pluralité de créneaux 32, c'est-à-dire de zones ayant une longueur axiale plus courte. Ces créneaux sont de préférence disposés de façon régulière tout autour du tranchant de l'outil. Ces créneaux peuvent étre obtenus simplement en usinant dans la surface cylindrique de l'outil située du même côté que le tranchant des rainures longitudinales qui débouchent dans le tranchant sous la forme desdits créneaux. A la fgure 6, on voit que le tranchant de l'outil est disposé extérieurement et ainsi les rainures sont réalisées elles aussi extérieurement. En fonctionnement, ces créneaux permettent de sectionner la lanière de gomme coupée en tronçons courts et ainsi d'éviter un bourrage à la coupe. - 7 Le diamèke de l'outil peut être de l'ordre de 150 mm. Avec une vitesse de rotation d'un pnenmatique de l'ordre de 100 à 500 tr/mn, un diamètre de l'ordre de 1 m et une vitesse de rotation de l'outil de l'ordre de 55 tr/mn, on obtient des tronçons d'environ 50 cm, au lieu de plusieurs mètres de longueur. La figure 7 présente une seconde variante 40 d'un outil de coupe selon l' invention. Dans cette variante, on voit que les rainures 43 sont hélicoidales au lieu d'étre axiales. Chaque créneau 42 a ainsi des bords inclinés au lieu d'étre normaux comme dans le cas de l'outil 30. Cela permet d'obtenir un effet bord d'attaque et bord de fuite du tranchant 41 de l'outil 40. Cet effet peut faciliter le sectionnement des lanières coupées. - 8 REVENDICATIONS 1. Machine d'usinage et d'ébavurage de bandes de roulement de pneumatiques comportant un bâti, un mandrin pour supporter le pneumatique et l'entramer en rotation autour de son axe, un outil de coupe cylindrique et des moyens pour orienter l'outil dans diverses directions par rapport au pneumatique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant d'inverser la rotation dudit pneumatique et en ce que ledit outil peut travailler dans deux positions sensiblement symétriques par rapport au pneumatique, une première position pour la coupe proprement dite, et une seconde position pour l'ébavurage, chacune desdites positions correspondant à un sens de rotation du pneumatique opposé. 2. Machine d' usinage et d' ébavarage de bandes de roulement de pneumatiques suivant - la revendication 1, dans laquelle ledit outil présente deux tranchants circulaires capables d'occuper chacun une des deux positions symétriques. 3. Machine d'usinage et d'ébavurage de bandes de roulement de pneumatiques suivant l'une des deux revendications précédentes, dans laquelle, dans la première position, l'outil a un angle de coupe alpha, et le pneumatique un sens de rotation adéquat, et dans la seconde position l'outil a un angle de coupe moins alpha, et le pneumatique, un sens de rotation opposé au précédent. 4. Machine d'usinage et d'ébavurage de bandes de roulement de pneumatique suivant l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le tranchant de l'outil comporte au moins