Brevet FR2922470A1 — publié le 20090424

L'invention concerne un arrangement de déformation d'une extrémité d'une douille, en particulier d'une douille d'une articulation élastique. Une articulation élastique d'un tel type comporte en général une douille interne, une enveloppe externe et une couche d'élastomère ou de caoutchouc fixée entre les deux. L'arrangement se compose d'une tête de modelage qui doit rouler sur l'extrémité de douille de manière qu'on puisse appliquer des forces de déformation axiales à l'aide du contact de roulement de la tête de modelage dans l'extrémité de la douille afin d'élargir radialement l'extrémité de douille pour refoulement. L'arrangement de déformation sert à produire des surfa-ces radiales plus grandes, en particulier des douilles in-ternes d'une articulation élastique afin de simplifier le montage d'une articulation élastique et optimiser l'application de forces dans l'articulation élastique à l'aide des surfaces radiales élargies de l'extrémité de douille. La compression par roulement à l'aide d'une tête de modelage afin d'élargir une extrémité de douille est connu en tant que bouterollage. WO 01/03060 Al décrit une technique éprouvée de bouterollage en attribuant, à part de la tête de modelage, une matrice fixe de modelage à l'enveloppe externe de l'extrémité de douille pour mieux contrôler le processus de déformation, en particulier les dimensions radiale et axiale de la douille. En particulier dans le secteur automobile, il s'agit de plus en plus de déterminer précisément la dimension axiale d'une douille interne et d'une enveloppe externe d'une articulation élastique pour que des particularités de montage, comme des ajustements avec jeu concernant la longueur axiale de la douille, puissent être réalisées avec une marge de tolérance axiale la plus petite possible. Les techniques de bouterollage connues imposent des marges de tolérance jusqu'à plus de 0,5 mm, ce qui est inacceptable dans les domaines d'application des douilles des articulations élastiques ayant des extrémités refoulées exigeant des mesures plus précises. L'invention doit remédier aux inconvénients de l'état actuel de la technique, en particulier en réalisant un arrangement de compression d'une douille afin d'élargir une extrémité de la douille en permettant que la dimension axiale de la douille soit déterminée avec une marge de tolérance la plus petite possible. Ce but est atteint par un arrangement pour déformer une extrémité d'une douille, en particulier d'une douille d'une articulation élastique, comportant une tête de modelage montée de manière à permettre le roulement sur une extrémité de douille de façon que, lors du roulement, les forces de pression de la déformation essentiellement axiales peuvent être transmises à l'extrémité par la tête de modelage afin d'élargir l'extrémité radialement par compression, caracté- risé en ce qu'il comprend une installation de refroidissement de la tête de modelage et/ou de l'extrémité de douille. Lors d'essais réalisés par le demandeur, il s'est avéré que les grandes marges de tolérances axiales lors de l'usage des techniques de bouterollage connues résultaient notamment des températures variées à l'extrémité de douille qui est à déformer. En utilisant la tête de modelage en continu de manière répétitive afin de compresser les extrémités de la douille, la température à la tête de modelage et à l'extré- mité de la douille augmente beaucoup en raison de la déformation plastique et de la chaleur de dissipation résultant de ce processus. A des températures nettement supérieures à 80°C, il se produit de ce fait des marges de tolérance axiales de plus de 0,5 mm. En munissant, selon la présente invention, la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille d'une installation de refroidissement afin de baisser la température à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille à moins de 80°C, on a réduit les marges de tolérance axiales de la tête de modelage en usage continu à moins de 200 }gym. De préférence, l'installation de refroidissement pro-duit un flux de fluide de refroidissement, en particulier un flux de gaz de refroidissement. Le gaz de refroidissement, 3 2922470 par exemple l'air, qui doit passer autour de la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille, peut avoir par exemple une température d'un peu moins de -10°C, de préférence environ -46°C. 5 Afin de produire un flux de fluide de refroidissement ayant un degré de froid suffisant pour absorber la chaleur de dissipation de la tête de modelage, il est possible de raccorder, dans une réalisation. préférée de l'invention, l'installation de refroidissement à une source de pression 10 de gaz. La source de pression de gaz est raccordée de l'autre côté, à un tube à tourbillonnement, en particulier à un tube à tourbillonnement de Rauque et Hilsch, comportant un séparateur de gaz séparant le flux de gaz de la source de pression de gaz en deux flux - un flux de gaz chaud et un 15 flux de gaz froid. Le flux de gaz chaud quitte le tube à tourbillonnement par l'une des extrémités, et le flux de gaz froid ayant une température de -10°C à 50°C quitte le tube à tourbillonnement par l'extrémité opposée. Afin de permettre au personnel de service d'orienter le 20 flux de fluide de refroidissement d'une manière simple et souple vers la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille, il est possible de connecter un tuyau articulé au tube à tourbillonnement qui est orienté vers la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille. Le tuyau articulé 25 consiste en plusieurs morceaux de tuyau, les morceaux adjacents étant raccordés l'un à l'autre comme des joints sphériques étanches aux fluides. De cette façon toute orientation du flux de fluide est permise. Dans une réalisation préférée de l'invention, il est 30 prévu un réglage de température par exemple à l'aide d'un micro-ordinateur, connecté à un détecteur mesurant la température à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille. Au lieu de cette réalisation il est également possible d'installer un détecteur de température à la sortie 35 du flux de gaz froid afin de mesurer la température du flux de fluide froid. Le réglage de température comporte un régulateur de température qui détermine à l'aide des valeurs de température de consigne, s'il est nécessaire d'alimenter la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille avec une quantité substantielle du flux de fluide de refroidissement, afin de garantir la température optimale souhaitée dans la zone de déformation à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille, pour obtenir la marge de tolérance de la dimension axiale la plus petite possible, en compressant l'extrémité de la douille. Il est clair que la température optimale pour obtenir une tolérance réduite axiale, c'est-à-dire la température de consigne à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille qui est déterminée au préalable, dépend d'autres paramètres dont les effets sur la température optimale sont à déterminer par des essais. La température déterminée à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille dépend notamment de la nature du métal constituant la douille. La dimension de la douille joue également une rôle important parce que la température de la zone externe de la douille est soumise au refroidissement par le flux de fluide de refroidissement davantage que son noyau. Bien entendu, lors du réglage de température, il convient aussi de tenir compte de la capacité calorifique de la matière constituant la tête de modelage. Dans un modèle perfectionné de l'invention, le réglage de température commande une vanne positionnée dans le flux de fluide de refroidissement. La vanne a pour fonction de régler le flux de fluide de refroidissement afin qu'il soit plus fort ou plus faible pour régler la température à la tête de modelage et/ou à l'extrémité de douille. Le demandeur a découvert par des essais, qu'une température optimale à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille se trouve, pour la plupart des métaux constituant la douille des articulations élastiques et pour la plupart des dimensions de douille, dans l'intervalle entre 30° et 60°C, obtenant: ainsi une dimension axiale de tolérance réduite après la compression de l'extrémité de douille. De préférence, le réglage de température est effectué de manière à permettre une tolérance de température d'environ � 1°C. En outre, l'arrangement selon l'invention peut avoir un logement dans lequel on peut fixer la douille, et un mécanisme d'avance qui génère un mouvement de réglage relatif axial, ce qui permet d'appliquer des forces de pression entre la tête de modelage et le logement lors de la déformation. De plus, l'invention concerne un procédé de déformation d'une extrémité de douille, en particulier d'une articulation élastique, dans lequel une tête de modelage roule sur l'extrémité de douille de façon que, lors du roulement, les forces de pression de la déformation agissant en principe axialement sont transmises par la tête de modelage à l'extrémité de la douille et ladite extrémité est compressée radialement. Selon l'invention la tête de modelage et/ou l'extrémité de 1a douille est soumise au refroidissement par un flux de fluide. Il est clair que le procédé selon l'invention peut être réalisé conformément à l'arrangement décrit ci-dessus. D'autres avantages, propriétés et caractéristiques de l'invention sont précisés par la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention donnée ci-après, par 25 référence aux dessins joints dans lesquels : La figure 1 montre une vue de côté comportant une vue en coupe transversale d'une zone détaillée d'une installation de bouterollage selon l'invention, comportant une installation de refroidissement ; 30 La figure 2 montre une vue en coupe transversale d'un tube à tourbillonnement ; La figure 3 montre une vue de côté d'un tuyau articulé constitué de plusieurs morceaux de tuyau raccordés l'un à l'autre comme joints sphériques ; et 35 La figure 4 montre une représentation schématique d'un réglage de température. Dans la figure 1, une installation de bouterollage selon l'invention porte en général la référence 1. -6 L'installation de bouterollage 1 a un châssis 3 portant tous les composants de l'installation de bouterollage 1. Le châssis 3 est fixé par des pieds amortissants 5 au sol 7. L'installation de bouterollage 1 a un moteur électrique 9 actionnant un logement de tête de modelage 10 par un engrenage. Le logement de tête de modelage sert à ce que la tête de modelage 11 (voir la vue en coupe transversale d'une zone détaillée A) peut rouler sur la surface radiale 14 de la douille interne 16 d'une articulation élastique 18 en décrivant une enveloppe conique 12, afin d'introduire des forces de pression axiales dans l'extrémité de douille. La tête de modelage et la douille interne 16 de l'articulation élastique 18 sont mobiles l'une par rapport à l'autre, la tête de modelage 11 effectue un mouvement de roulement sur l'extrémité de douille. Afin de pouvoir régler la dimension axiale plus précisement, un butoir 20 est situé à l'extérieur de la douille et monté à rotation dans un support fixe 22 pour l'articulation élastique. Afin de pouvoir arrêter le procédé de déformation à temps, un détecteur de pression 24 est associé au butoir 20 dans le support 22, ledit détecteur pouvant détecter une pression exercée par la tête de modelage 11 sur le butoir 20. Afin d'appliquer des forces de pressions axiales à la tête de modelage 11, l'installation de bouterollage 1 a un vérin axial 13 pouvant déplacer une table de fixation 15 avec un goujon de fixation 17 fixé à la fixation 22 axialement envers la tête de modelage 11 rotative. A la douille 16 de l'articulation élastique 18 est associée une machine d'injection de caoutchouc 19 qui 30 injecte la caoutchouc entre la douille interne 16, qui est à compresser, et une douille externe 27 afin de produire un corps de raccordement élastique 29. A la tête de modelage 11 est associée une installation de refroidissement 21 comportant un tube à tourbillonnement 35 23 et un tuyau articulé 25. Le tube à tourbillonnement 23 est connecté à une source de pression d'air (55, voir figure 4) garantissant une pression d'air d'environ 5 à 10 bar. Dans le tube à tourbillonnement 23, on produit un flux d'air froid orienté par le tuyau articulé 25 relié à la tête de modelage 11 afin d'amener un flux d'air froid à la tête de modelage 11 et autour de celle-ci. La figure 2 représente un tube à tourbillonnement 23 selon l'invention. Le tube à tourbillonnement 23 est réalisé sous forme d'un tube à tourbillonnement de Ranque et Hilsch et il comporte une entrée de pression d'air 31 à laquelle est raccordée par voie fluide une tuyère 33 qui est fixée à l'intérieur du tube à tourbillonnement 23 de façon que le flux d'air entrant tourbillonne de manière à produire un cyclone sur la côté interne du tube. En tourbillonnant autour de l'axe longitudinal L du tube à tourbillonnement 23, ledit cyclone se chauffe fortement à environ 200°C ayant une vitesse de 106 t/mn sur le côté interne du tube. Le tourbillon d'air chaud parvient à la sortie du flux d'air chaud 35. Un obstacle de flux est agencé à la sortie du flux d'air chaud 35 de façon que la totalité du flux d'air chaud ne puisse s'échapper de la sortie 35, mais qu'une partie soit réfléchie dans le tube à tourbillonnement 23. Ce flux d'air non sortant est conduit à l'intérieur du tube à tourbillonnement. 23, produisant ainsi un flux interne froid le long du tube à tourbillonnement 23 jusqu'à la sortie opposée 37 destiné au flux d'air froid. Ce flux d'air froid prend une vitesse beaucoup moins importante de manière que le changement de chaleur se passe en direction du flux de tourbillonnement situé à l'extérieur. Le flux d'air froid interne peut quitter la sortie 37 avec une température aussi faible que -46°C si une pression d'alimentation de 10 bar par exemple est raccordée au tube à tourbillonnement 23. Le tuyau articulé 25 est raccordé à la sortie 37 comme représenté en détail dans la figure 3. Le tuyau articulé 25 comporte un raccord fileté 45 qui doit être fixé à vis avec la sortie 37 pour le flux d'air froid. Le tuyau articulé 25 consiste en plusieurs morceaux de tuyau 43 formés d'une part par un logement 45 et d'autre part par un segment sphérique 47 engrenant dans le logement 45 du morceau de tuyau adjacent 43 sous forme d'un joint sphérique, ce qui le rend étanche aux fluides. De cette façon il est possible de positionner et d'orienter une extrémité d'orientation 49 du tuyau articulé 25 librement par rapport à la tête de modelage 11. Le schéma de la figure 4 représente l'installation 5 selon l'invention du réglage de température à la tête de modelage. La figure 4 représente le tuyau articulé 25, le tube à tourbillonnement 23 ainsi qu'une vanne-pilote 51 réglant l'air de pression d'alimentation à l'aide d'un tuyau 10 d'alimentation 53. La vanne-pilote 51 est raccordée à la côté de l'entrée à la source de pression d'air 55 de 10 bar. La vanne-pilote 51 est connectée électriquement au micro-ordinateur 57. Le micro-ordinateur 57 comporte une mémoire (non représentée) des valeurs exigées concernant les 15 températures prises à la tête de modelage 11. Le réglage de température comporte un détecteur de température 61 positionné à la tête de modelage 11 qui est connecté au micro-ordinateur 57 en lui transmettant directement toute information. 20 A l'aide de la température prise à la tête de modelage 11, on règle la vanne-pilote 51 le cas échéant de façon à conduire plus ou moins de l'air de pression par le tuyau 53 au tube à tourbillonnement 23, afin de régler la quantité et la température du flux d'air froid sortant du tuyau articulé 25 25 de manière correspondante. Les caractéristiques démontrées dans la description, les figures et les revendications peuvent, seules ou combinées, jouer un rôle pour la réalisation de l'invention en différentes variantes. Liste des références 1 installation de bouterollage 3 châssis pieds amortissants 5 7 sol 9 moteur électrique logement de tête de modelage 11 tête de modelage 12 enveloppe conique 10 13. vérin axial 14 surface radiale table de fixation 16 douille interne 17 goujon de fixation 15 18 articulation élastique 19 machine d'injection de gomme butoir 21 installation de refroidissement 22 fixation 20 23 tube à tourbillonnement 24 détecteur de pression tuyau articulé 27 douille externe 29 corps de raccordement élastique 25 31 entrée d'alimentation de pression d'air 33 tuyère 35 sortie du flux d'air chaud 37 sortie 43 morceau de tuyau Revendications 1. Arrangement pour déformer une extrémité d'une douille, en particulier d'une douille d'une articulation élastique, comportant une tête de modelage montée de manière à permettre le roulement sur une extrémité de douille de façon que, lors du roulement, les forces de pression de la déformation essentiellement axiales peuvent être transmises à l'extrémité par la tête de modelage afin d'élargir l'extrémité radialement par compression, caractérisé en ce qu'il comprend une installation de refroidissement de la tête de modelage et/ou de l'extrémité de douille. 2. Arrangement selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'installation de refroidissement produit un flux de fluide de refroidissement, en particulier un flux de gaz de refroidissement orienté vers la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille. 3. Arrangement selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'installation de refroidissement est raccordée à une source de pression de gaz et qu'elle comporte un tube à tourbillonnement raccordé par voie fluide à la source de pression de gaz, en particulier un tube à tourbillonnement de Ranque et Hilsch, comprenant un séparateur de gaz séparant le flux de gaz de la source de pression de gaz en au moins deux flux (un flux de gaz chaud et un flux de gaz froid) et comprenant une sortie pour le flux de gaz froid. 4. Arrangement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'installation de refroidissement comprend un tuyau articulé qui est orienté vers la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille et qui est composé de plusieurs morceaux de tuyau, des morceaux de tuyau adjacents étant raccordés sous forme de joints sphériques et étanches aux fluides, et en ce qu'elle est en particulier raccordée à la sortie du flux de gaz froid. 5. Arrangement selon l'une des revendications 1 à 4 35 caractérisé par un dispositif de réglage de température-11- connecté à un détecteur pour détecter la température à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille. 6. Arrangement selon la revendication 5 caractérisé en ce qui le réglage de température contrôle une vanne dans un flux de fluide de refroidissement de manière que la température à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille est réglé par un changement du flux de fluide de refroidissement. 7. Arrangement selon les revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que le réglage de température fixe une température à la tête de modelage et/ou l'extrémité de douille entre 30° et 60°C. 8. Arrangement selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que le réglage de température a une 15 tolérance de température d'environ +/-1°C. 9. Arrangement selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il y a un logement afin d'y fixer la douille et un mécanisme d'avance qui établit, se trouvant en mouvement de réglage relatif axial, des forces de pression 20 lors de la déformation entre la tête de modelage et le logement. 10. Procédé de déformation d'une extrémité d'une douille, en particulier d'une articulation élastique, dans lequel une tête de modelage roule sur l'extrémité de la douille de 25 façon que, lors du roulement, des forces de pression de la déformation agissant essentiellement axialement sont transmises par la têi:e de modelage à l'extrémité de la douille et ladite extrémité est compressée radialement, caractérisé en ce qu'un flux de fluide refroidit la tête de modelage et/ou 30 l'extrémité de douille. 11. Procédé caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'un arrangement selon une des revendications 1 à 10.