Brevet FR2887176A1 — publié le 20061222

DISPOSITIF ET PROCEDE DE REFROIDISSEMENT D'UN NOYAU [001] L'invention concerne la fabrication de pneumatiques destinés à équiper les véhicules et plus particulièrement l'agencement d'une machine destinée à la fabrication desdits pneumatiques. [2] Il est connu de l'art antérieur, tel que décrit dans le brevet EP 0 666 165 B1, un procédé et une machine de fabrication dans laquelle l'agencement des postes de fabrication est simplifié, et dans lesquels l'ensemble des dispositifs servant à réaliser les étapes d'assemblage et de vulcanisation sont concentrés sur une même châssis servant de plateforme unique destinée à recevoir l'ensemble des éléments mécaniques de la machine. [3] Ce procédé de fabrication utilise un noyau démontable rigide imposant en partie sa forme au pneumatique. Le noyau est formé de plusieurs éléments séparables les uns des autres et constituant, une fois assemblés, une surface de révolution stable utilisée pour la fabrication d'un pneumatique, depuis l'assemblage où il sert de surface de référence pour la pose des différents constituants, jusqu'à la vulcanisation où il constitue le moule de la partie interne du pneumatique. Lorsqu'il est assemblé, le noyau peut être saisi par chacune des faces de sa partie centrale, formant une jante, de manière à pouvoir être transféré d'un poste à un autre. [4] La première étape du procédé consiste à assembler les éléments du noyau et à positionner ce dernier à un poste d'assemblage des composants du pneumatique. L'étape d'assemblage consiste à déposer successivement sur ledit noyau tous les constituants du pneumatique selon un ordre d'assemblage déterminé. L'ensemble est alors transféré vers un poste sur lequel les éléments de moulage externe viennent compléter le noyau, et introduit dans une enceinte de vulcanisation. Enfin, à l'issue de ladite étape de vulcanisation le moule externe et le noyau sont séparés du pneumatique et les éléments du noyau sont ré assemblés en vue du cycle suivant. [5] Il s'avère néanmoins que la température du noyau à l'issue de la phase de réassemblage peut être encore trop élevée pour permettre la dépose de produits caoutchoutiques sur sa surface. Il devient donc nécessaire de refroidir le noyau avant de le réacheminer vers un poste d'assemblage. Le moyen de refroidissement décrit dans le brevet EP 0 666 165 B1 consiste à placer le noyau dans une enceinte dans laquelle on fait circuler de l'air. [6] Outre le problème du bruit engendré par les turbulences de l'air, ce dispositif présente l'inconvénient de ne pas permettre le refroidissement du noyau suffisamment rapidement, ce qui peut être préjudiciable à l'optimisation des temps de cycle d'une machine de fabrication de pneumatiques telle que décrite dans le brevet cité ci-dessus. [7] L'invention a pour objet de proposer une solution au problème évoqué ci-dessus et qui consiste à effectuer le refroidissement par immersion dans un bac d'eau réfrigérée d'une partie de la surface du noyau, préalablement mis en rotation. [8] En combinant la vitesse de rotation du noyau, la profondeur d'immersion, la température de l'eau réfrigérée, il est possible, dans un temps relativement bref, d'abaisser la température de la surface du noyau à une température compatible avec la dépose des produits caoutchoutiques pendant la phase d'assemblage qui succède à la phase de refroidissement. [9] Les figures 1 et 2 servent de support et d'illustration à la description qui va suivre, 20 en se basant sur un exemple de réalisation de machine conforme à l'invention, et dans lesquelles la figure 1 représente une vue en perspective schématisée d'un poste de refroidissement conforme à l'invention, - la figure 2 représente une vue en perspective schématisée d'une configuration particulière d'utilisation. [10] Il est possible de se référer à la publication EP 1 075 928 pour obtenir, à titre non limitatif, la description détaillée d'un noyau rigide comportant une jante de solidarisation. [11] Le poste de refroidissement 230, dont le détail est donné sur la figure 1, comprend un bâti 232, supportant un moyen 231 de saisi, de maintien et de mise en rotation du 30 noyau N autour de son axe de rotation rr'. P10-1736 [12] Un bac 233 contient un volume donné d'eau réfrigérée 234 dans lequel le noyau est partiellement immergé. En mettant le noyau en rotation suivant la direction de la flèche R on fait en sorte que l'ensemble de la surface du noyau soit immergée à chaque rotation. La fine pellicule d'eau déposée lors de l'immersion s'évapore lorsque la surface du noyau correspondante passe à l'air libre, ce qui a pour effet d'accélérer le transfert thermique. [13] En pratique la diminution de température de la surface du noyau que l'on cherche à obtenir en un temps relativement court est de l'ordre de 70 C à 100 C environ. Elle peut être réalisée en un temps inférieur à 5 minutes. [014] Pour ce faire, on choisit une vitesse circonférentielle de la surface comprise entre 2 et 5 mis. La température de l'eau est avantageusement comprise entre 20 C et 50 C, et de préférence est comprise entre 25 C et 35 C. La profondeur d'immersion est comprise entre 10mm et 20 mm et peut aller jusqu'à 30mm selon le diamètre du noyau. Afin de ne pas altérer les pièces du noyau, l'eau contenue dans le bac est traitée de manière à éviter tout dépôt et toute attaque chimique. [015] Le choix des paramètres ci-dessus est déterminé en fonction de la température du noyau en fin de cuisson, du temps de cycle machine, et de la température de surface du noyau désirée en début du cycle d'assemblage et liée aux matériaux déposés pendant le cycle d'assemblage. [016] Le noyau peut se présenter au poste de refroidissement avec son axe de rotation disposé en position horizontale ou en position verticale. Dans le premier cas, il est nécessaire d'équiper le bâti 232 d'un moyen permettant d'abaisser ou de relever verticalement le noyau afin de l'immerger ou de le retirer du bac d'eau réfrigérée. [017] Dans le deuxième cas, il peut être avantageux d'articuler le moyen de maintien du noyau 231 sur le bâti 232 autour d'un axe ii' horizontal comme cela est représenté sur la figure 2. En faisant pivoter le moyen de maintien 231 autour de l'axe ii' il est alors possible de placer le noyau selon une première position dans laquelle l'axe de rotation rr' dudit noyau est vertical, et selon une deuxième position dans laquelle l'axe rr' du noyau est disposé horizontalement. Dans cette deuxième position on s'arrange pour que la surface externe du noyau soit partiellement immergée dans l'eau de réfrigération 234 contenue dans le bac 233. [18] Lorsque la température de la surface du noyau atteint la valeur désirée, le moyen de maintien 231 est relevé, ou effectue autour de l'axe ii' une rotation inverse à la 5 précédente de 90 pour replacer l'axe rr' du noyau en position verticale. [19] Il est alors possible d'évacuer par centrifugation les gouttes demeurant à la surface du noyau en mettant le noyau en rotation à grande vitesse pendant quelques secondes. Une vitesse circonférentielle de la surface du noyau comprise entre 7 m/s et 10 m/s est suffisante pour évacuer les seules gouttes de grande taille. Il s'avère en effet intéressant de conserver à la surface du noyau les particules d'eau de plus petite taille qui s'évaporent pendant le temps de transfert du noyau vers le poste d'assemblage et permettent de prolonger la phase de refroidissement et de compenser les effets des transferts thermiques s'opérant entre la surface et le coeur du noyau pendant ce laps de temps tout en assurant que la surface du noyau est parfaitement sèche lorsque l'on procède à la dépose des produits d'assemblage. [20] On tiendra compte, pour la détermination des paramètres du cycle au poste de refroidissement, des écarts de température pouvant subsister entre la surface et le coeur du noyau, et susceptibles de provoquer une légère remontée de température de surface après la phase de refroidissement proprement dite. Cette phase d'homogénéisation des températures se produit pendant les temps de transfert du noyau depuis le poste de refroidissement vers le premier poste d'assemblage, de manière à obtenir une température stabilisée pendant la phase d'assemblage. [21] Ce mode de refroidissement est préféré en raison de la vitesse à laquelle il est possible de faire baisser la température du noyau sans créer de choc thermique. On remarquera en effet, que le fait de ne pas immerger totalement le noyau dans le bac à eau permet de maîtriser les déformations mécaniques des éléments du noyau. [22] La description du dispositif de refroidissement d'un noyau s'appui sur un agencement particulier de ce dispositif dans un ensemble complet de dispositifs destinés à l'assemblage et à la vulcanisation d'un pneumatique. Cette mise en oeuvre particulière n'est nullement limitative, et un dispositif conforme à l'invention peut être intégré à des configurations différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement (230) d'un noyau (N) composé de plusieurs éléments démantelables, et formant, dans la configuration utilisée pour l'assemblage, une surface de révolution stable présentant une forme continue, proche de la forme finale de fabrication d'un pneumatique, ledit noyau étant utilisé comme surface de référence pour la fabrication dudit pneumatique du début de l'assemblage jusqu'à la vulcanisation, comprenant un moyen de saisie et de maintien du noyau et des moyens de mise en rotation du dit noyau autour de son axe rr' placé en position horizontale, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un bac (233) apte à contenir de l'eau réfrigérée (234), et des moyens pour immerger une partie de la surface du noyau dans le bac. 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le moyen (231) de saisie et de maintien dudit noyau est apte à basculer autour d'un axe ii' de manière à faire passer l'axe de rotation rr' du noyau d'une position verticale vers une position horizontale et réciproquement. 3. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le moyen (231) de saisie et de maintien dudit noyau est apte à effectuer un mouvement vertical de monte et baisse. 4. Procédé de refroidissement d'un noyau (N) composé de plusieurs éléments démantelables, et formant, dans la configuration utilisée pour l'assemblage, une surface de révolution stable présentant une forme continue, proche de la forme finale de fabrication d'un pneumatique, ledit noyau étant utilisé comme surface de référence pour la fabrication dudit pneumatique du début de l'assemblage jusqu'à la vulcanisation, procédé caractérisé en ce que le refroidissement du noyau (N) est obtenu en mettant le noyau en rotation autour d'un axe horizontal rr' et en immergeant une partie de la surface dudit noyau dans de l'eau réfrigérée (234). 5. Procédé de refroidissement selon la revendication 4, dans lequel la température de l'eau contenue dans le bac est comprise entre 20 C et 50 C. 6. Procédé de refroidissement selon la revendication 4, dans lequel la température de l'eau contenue dans le bac est comprise entre 25 C et 35 C. 7. Procédé de refroidissement selon la revendication 4 dans lequel le noyau (N) subi une baisse de température comprise entre 70 C et 100 C. 8. Procédé de refroidissement selon la revendication 4, dans lequel la vitesse circonférentielle de la surface du noyau est comprise entre 2 et 5 m/s pendant la phase d'immersion. 9. Procédé de refroidissement selon la revendication 4 dans lequel, après la phase d'immersion, la vitesse de rotation du noyau est portée à une vitesse supérieure suffisante pour permettre l'évacuation sous l'action de la force centrifuge des gouttes d'eau demeurant sur sa surface. 10. Procédé de refroidissement selon la revendication 9 dans lequel la vitesse de rotation est ajustée pour autoriser l'évacuation des seules gouttes d'eau de grand diamètre. 11. Procédé de refroidissement selon la revendication 10, dans lequel la vitesse circonférentielle de la surface du noyau est comprise entre 7 et 10m/s.