Brevet FR2961118A1 — publié le 20111216

DISPOSITIF ET PROCEDE DE NETTOYAGE D'UN FIL [001] L'invention concerne le domaine de la fabrication des fils métalliques destinés à la réalisation de renforts de pneumatiques. De manière générale, ces fils servent à constituer des nappes de renfort constituées de tronçons de fils enrobés dans un mélange de caoutchouc, parallèles entre eux, et faisant un angle donné avec la direction longitudinale de la nappe. [002] Ces fils peuvent être des fils unitaires ou des assemblages de fils obtenus par retordage de fils unitaires métalliques. [3] De manière à améliorer leur résistance, certains de ces fils, du type des fils formés par assemblage, ont la particularité de présenter une âme enrobée dans du caoutchouc. Toutefois, la fabrication de ces fils particuliers peut causer des irrégularités à la surface du fil, liées à des débordements de la gomme servant à gainer l'âme du fil sur les couches extérieures dudit fil. [4] Ces irrégularités peuvent entraîner des anomalies lors de la réalisation des nappes de renfort en modifiant localement le pas entre deux fils et en altérant la qualité des ponts de gomme que l'on cherche à réaliser entre les fils pour les lier entre eux. [005] Aussi, il s'avère nécessaire dans certains cas de compléter le processus de fabrication des fils présentant une âme gainée dans du caoutchouc par une étape de nettoyage destinée à enlever toutes les traces de gomme indésirables. [006] L'invention a pour objet de proposer un dispositif et un procédé destiné à mener à bien cette étape supplémentaire. [007] Le dispositif de brossage d'un fil métallique selon l'invention comprend : des moyens d'entraînement et de circulation du fil, au moins deux paires de brosses rotatives de rayon r, dont les axes sont sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires au sens de circulation du fil, des moyens d'applique, aptes à mettre les brosses en contact avec le fil par l'intermédiaire de leurs circonférences, de manière à exercer lorsque le dispositif est en fonctionnement, une pression donnée sur le fil, [8] Ce dispositif se caractérise en ce que des moyens de régulation de la tension du fil sont placés directement en amont et en aval de l'ensemble de brosses. [9] De la sorte, il est possible d'exercer une certaine pression sur le fil avec les brosses de manière à augmenter l'efficacité de brossage et permettre une élimination des résidus de caoutchouc présents à la surface du fil, sans que l'effort d'application des brosses sur le fil déforme le fil en raison de la tension exercée sur le fil. [10] La description qui suit permet de décrire le dispositif à l'aide d'un exemple de mise en oeuvre et s'appuie sur - la figure 1 qui représente une vue en perspective du dispositif selon l'invention. - la figure 2 qui représente une vue schématique du fonctionnement du moyen d'applique, Les figures 3 à 5 qui représentent différentes variantes de disposition des brosses. [011] Le dispositif illustré à la figure 1 comprend un châssis 1 sur lequel sont implantés les organes destinés à réaliser le brossage des fils. [12] Le fil F circule, depuis un moyen de déroulage amont (non représenté) vers un moyen de réception aval (non représenté). Toutefois, il est tout à fait possible d'insérer un dispositif équivalent en fin de ligne d'une unité de gommage et d'assemblage du fil, ou encore en amont d'un processus de calandrage ou de réalisation d'un fil engommé. [13] Les moyens d'entraînement du fil F dans le dispositif sont formés par les cabestans 310 et 320 et par les moyens de déroulage ou d'alimentation situés en amont, et les moyens de réception situés en aval comportant chacun leur propre motorisation. [14] Dans le cas spécifique du dispositif faisant l'objet de la présente description, l'ensemble de brosses est constitué de deux paires de brosses rotatives 21 et 22. Ces paires de brosses sont disposées sur le trajet du fil qui circule de manière rectiligne entre deux cabestans 31 et 32. Les brosses (210, 211, 220, 221) ont une forme sensiblement circulaire de rayon r. [15] Les axes de rotation d'une paire de brosse sont parallèles entre eux et sensiblement perpendiculaires à la direction C de circulation du fil. Les axes des deux paires de brosses sont également perpendiculaires entre eux. [16] Lorsqu'il est prévu de disposer plus de deux paires de brosses, les axes sont alors disposés de sorte que les directions des axes fassent entre elles des angles égaux de manière à atteindre toute la circonférence du fil à brosser comme cela est illustré à la figure 5 où les axes des deux paires de brosses sont perpendiculaires entre eux et parallèle à un plan perpendiculaire au sens de circulation C du fil dans le dispositif de brossage. [17] Les axes des brosses peuvent être disposés de manière à être situés dans un plan P perpendiculaire à la direction C de circulation du fil comme cela est représenté à la figure 3 ou, comme cela est illustré dans la figure 4, être décalés d'une longueur d donnée. [18] Chaque paire de brosse est montée sur une platine (41, 42) qui supporte l'ensemble de motorisation des brosses (non représenté). Au moins une des brosses de la paire comprend des moyens d'applique, aptes à mettre les brosses en contact avec le fil. [019] Dans le cas d'espèce, chacun des axes des brosses est monté mobile de manière à circuler dans une lumière 229 pratiquée sur la platine 42. Le trajet de la brosse s'effectue selon la direction sensiblement circulaire de la flèche T, telle qu'illustrée à la figure 2. A titre exemplatif, l'axe 222 de la brosse 221 est porté par un bras 223 pivotant autour d'un axe 224 monté sur la platine et relié à un actionneur formé lui-même d'un bras 225 relié par un axe 226 au piston 227 d'un vérin 228. L'axe de la brosse demeure perpendiculaire au plan de la platine 42 pendant ce mouvement. Ce mécanisme est placé sous la platine de manière à être isolé des particules de gomme arrachées de la surface du fil pendant l'opération de brossage. Des mécanismes identiques sont prévus pour animer le mouvement des brosses 220, 210 et 211. [020] Lorsque le dispositif est en fonctionnement, les brosses 220 et 221 viennent presser le fil qui est alors mis en contact simultanément avec les circonférences des deux brosses de la paire, qui exercent alors sur lui une pression d'applique donnée. La force d'applique des brosses sur le fil peut utilement être comprise entre 1 N et 8 N. [021] Les brosses (210, 211, 220, 221) sont entraînées en rotation par des moteurs (non visibles) disposés sous les platines 41, 42. Les brosses d'une paire donnée ont des vitesses de rotation identiques mais de sens opposées (voir les figures 3, 4 et 5) de manière à permettre si nécessaire aux poils des brosses de s'interpénétrer. On s'arrange également pour que la vitesse tangentielle des brosses au point de contact avec le fil soit de sens opposée au sens de circulation du fil dans le dispositif. [22] La vitesse de rotation des brosses peut utilement être comprise entre 3000 t/min et 6000 t/min. On observera ici que plus la vitesse de rotation des brosses est élevée, meilleur est le brossage du fil. De plus à ces vitesses on bénéficie des effets de la force centrifuge pour forcer l'évacuation des particules de gomme arrachées de la surface du fil. [23] A cet effet, pour se protéger des projections de particules, on peut placer le dispositif dans une enceinte fermée 5 dans laquelle on fait circuler de l'air A à l'aide d'un moyen de ventilation forcée de manière à s'assurer de l'évacuation desdites particules de gomme dans un moyen de recueillement des poussières adapté. [24] Il est alors important de faire en sorte que le fil reste le plus rectiligne possible pour que le travail des brosses soit efficace. A cet effet, il est prévu de placer des moyens de régulation de la tension en amont 31 et en aval 32 de l'ensemble de brosses, et qui ont pour objet de maintenir une tension donnée et calibrée tout au long du parcours du fil le long des paires de brosse. Ces moyens sont formés par un cabestan amont 31 et un cabestan aval 32 autour de chacun desquels le fil est enroulé plusieurs fois. [25] Chaque cabestan est animé en rotation par un moteur de type moteur asynchrone 310, 320. Le moteur du cabestan situé en aval de l'ensemble de brosse a une vitesse de rotation imposée en fonction de la vitesse d'avance du fil dans le processus. On asservi alors la vitesse du moteur amont 310 sur la vitesse du moteur aval 320 et on impose au moteur amont 310 un couple freineur, de manière à mettre le fil en tension entre les deux cabestans 31 et 32. [26] On obtient de bons résultats de brossage en imposant au fil une tension comprise entre 5 daN et 20 daN déterminée en particulier en fonction du diamètre du fil à brosser. [27] Ainsi, de manière générale, plus la tension dans le fil est élevée plus il sera possible d'appliquer les brosses avec une pression élevée et meilleur sera la qualité du brossage effectué. [28] La vitesse de défilement du fil dans le dispositif peut varier de 50 m/min à 600m/min, voire plus. On observera que la vitesse de défilement du fil dans le dispositif peut facilement être elle-même asservie à la vitesse de défilement du fil dans un processus amont ou aval sans qu'il soit porté préjudice à la qualité du brossage effectué. [029] Les poils des brosses sont formés par de fils métalliques radiaux disposés sur le moyeu de la brosse. Il peut s'avérer judicieux de choisir des poils de brosse dans un matériau dont la dureté est ajustée de manière à éviter de dégrader les revêtements du fil à brosser. REVENDICATIONS1) Dispositif de brossage d'un fil métallique comprenant : des moyens d'entraînement et de circulation du fil (F), - au moins deux paires de brosses (21, 22) rotatives de rayon r, dont les axes sont sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires au sens de circulation du fil, des moyens d'applique (223, 224, 225, 226, 227, 228), aptes à mettre les brosses en contact avec le fil par l'intermédiaire de leurs circonférences, de manière à exercer, lorsque le dispositif est en fonctionnement, une pression donnée sur ledit fil (F), caractérisé en ce que des moyens de régulation de la tension (31, 32) du fil sont placés directement en amont et en aval de l'ensemble de brosses. 2) Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le fil circule de manière rectiligne entre les deux moyens de régulation de la tension (31, 32) 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les brosses d'une paire (21, 22), ont des vitesses de rotation identiques et des sens de rotation opposés. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les axes des brosses d'une paire sont situés dans un plan perpendiculaire à la direction de circulation du fil. 5) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les axes des brosses d'une paire (220, 221) sont décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction de circulation du fil d'une longueur d donnée. 6) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la vitesse tangentielle des brosses d'une paire au niveau du point de contact des brosses avec le fil est de sens opposé au sens de circulation du fil dans le dispositif. 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de régulation de la tension sont formés par des cabestans (31, 32) animés en rotation par des moteurs associés à des moyens de pilotage du couple et de la vitesse. 8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'ensemble de brosse est disposé dans une enceinte (5) comprenant des moyens de circulation d'air forcé. 6 9) Méthode de brossage d'un fil à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la tension du fil au niveau de l'ensemble de brosses est comprise entre 5 daN et 20 daN 10) Méthode de brossage selon la revendication 9, dans laquelle la vitesse de rotation des brosses est comprise entre 3000 t/min et 6000 t/min. 11) Méthode de brossage selon l'une des revendications 9 à 10, dans laquelle la vitesse de circulation du fil est comprise entre 50m/min et 600m/min. 12) Méthode de brossage selon l'une des revendications 9 à 10, dans laquelle la force d'appui des brosses sur le fil est comprise entre 1 N et 8 N.10