Brevet FR3057473A1 — publié le 20180420

NETTOYAGE DE FILS MÉTALLIQUES PAR SYSTÈME CENTRIFUGE À LAMES DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne de manière générale un dispositif permettant d'effectuer un cycle de nettoyage à sec de fils métalliques destinés notamment aux articles en caoutchouc tels que des pneumatiques. CONTEXTE Les composites métal / caoutchouc, sont bien connus dans la fabrication de produits variés, en particulier des pneumatiques. Tel qu'utilisé ici, le terme « pneumatiques » comprend, mais sans limitation, les pneumatiques utilisés pour des véhicules légers, des véhicules de tourisme, des véhicules utilitaires (y compris les poids lourds), des véhicules de loisir (y compris, mais sans limitation, les vélos, les motos, les VTT, etc.), des véhicules agricoles, des véhicules militaires, des véhicules industriels, des véhicules miniers et des engins de chantier. Les composites métal / caoutchouc sont généralement constitués d'une matrice en caoutchouc insaturé généralement diénique, réticulable au soufre, comportant des éléments de renforcement (ou « renforts ») métalliques tels que des fils, films ou câbles en acier. Soumis à des contraintes très importantes lors du roulage des pneumatiques, notamment à des compressions, flexions ou variations de courbure répétées, ces composites doivent de manière connue satisfaire à un grand nombre de critères techniques, parfois contradictoires, tels qu'uniformité, flexibilité, endurance en flexion et en compression, résistance à la traction, à l'usure et à la corrosion, et maintenir ces performances à un niveau très élevé aussi longtemps que possible. Lors de la fabrication des composites métal / caoutchouc, un processus de nettoyage est souvent effectué pour enlever des saletés à la surface des renforts métalliques. Un tel nettoyage est favorable pour les propriétés du composite métal / caoutchouc quel qu'en soient les étapes ultérieures de fabrication, par exemple lors d'un cycle de dépôt d'un polymère prédéfini à la surface du renfort métallique. Pour cette raison, les fabricants de composites métal/caoutchouc, y compris les manufacturiers du pneumatiques, cherchent des solutions pour nettoyer les renforts métalliques de façon efficace tout en conservant une qualité élevée du composite métal / caoutchouc. 2015PAT00413FR 3057473 2 RÉSUMÉ L'invention concerne un nettoyeur fil centrifuge qui est utilisé dans un système qui effectue un cycle de nettoyage à sec d'un renfort métallique comprenant un fil destiné à un article en caoutchouc. Le nettoyeur fil centrifuge 5 comprend une nacelle tournante avec une cloche et une canne de guidage qui permettent le passage du fil le long de l'axe de rotation de la nacelle tournante. Au moins une branche périphérique permet la fixation d'un bec centrifuge correspondant, dans lequel le bec centrifuge comprend un porte-bec qui pince un bec de nettoyage et une attache de rappel qui se termine par une masselotte. 10 Dans certains modes de réalisation, trois becs de nettoyage sont fournis qui correspondent aux trois branches périphériques. Les trois becs de nettoyage sont placés radialement pour tourner autour du fil et pour se déplacer radialement sous l'effet de la force centrifuge. Selon un mode de réalisation, une distance entre deux becs de nettoyage est 15 fixée à 5.0 mm. Selon un mode de réalisation, les becs de nettoyage sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante, dans une disposition basculante en cascade. Selon un autre mode de réalisation, les becs de nettoyage sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante, dans une disposition parallèle en cascade. 20 Selon un autre mode de réalisation, les becs de nettoyage sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante, dans une disposition concentrique. Dans certains modes de réalisation, la nacelle tournante est maintenue en position par une fusée de guidage, et elle est entraînée par un moteur électrique. Une pression de contact des becs de nettoyage sur le fil varie selon le carré de la 25 vitesse de rotation de la nacelle tournante. Selon un mode de réalisation, le nettoyeur fil centrifuge comprend en outre des ressorts de rappel annulaires qui assurent un écartement des becs de nettoyage par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante en dehors du cycle de nettoyage à sec. 30 Selon un mode de réalisation, le nettoyeur fil centrifuge comprend en outre un rappel des becs de nettoyage par gravité qui assurent un écartement des becs de nettoyage par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante dehors du cycle de nettoyage à sec. 2015PAT00413FR 3057473 3 L'invention concerne aussi un système pour effectuer un cycle de nettoyage à sec d'un renfort métallique comprenant un fil destiné à un article en caoutchouc, le système comprenant un nettoyeur fil centrifuge comme précédemment décrit. Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre un système 5 d'aspiration pour évacuer les saletés détachées de la surface du fil. L'invention concerne aussi un fil traité par un système comme précédemment décrit. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 10 La nature et les divers avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquels : La figure 1 représente une vue en perspective d'un nettoyeur fil centrifuge 15 qui effectue un cycle de nettoyage à sec. La figure 2 représente une vue en perspective détaillée et la figure 3 une vue en coupe d'une nacelle tournante du nettoyeur fil centrifuge de la figure 1. La figure 4 représente une vue en coupe d'un bec centrifuge de la nacelle tournante de la figure 2. 20 Les figures 5, 6 et 7 représentent des vues en coupe des becs de nettoyage du bec centrifuge de la figure 3 placés respectivement dans une disposition « basculante en cascade », dans une disposition « parallèle en cascade » et dans une disposition concentrique. 25 DESCRIPTION DÉTAILLÉE Il va maintenant être fait référence en détail à des modes de réalisation de l'invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés sur les dessins. Chaque exemple est fourni à titre d'explication et non de limitation de l'invention décrite. L'homme du métier comprendra que diverses modifications et variantes peuvent 30 être appliquées dans l'invention sans s'écarter de la portée ni de l'esprit de l'invention. Par exemple, des caractéristiques ou des étapes illustrées ou décrites dans le cadre d'un mode de réalisation peuvent être utilisées avec un ou plusieurs autres modes de réalisation pour définir au moins un mode de réalisation supplémentaire. Ainsi, il est prévu que l'invention couvre ces modifications et 2015PAT00413FR 3057473 4 variantes dans la mesure où elles se situent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents. En se référant aux figures 1 à 7, sur lesquelles les mêmes numéros identifient des éléments identiques, le nettoyeur fil centrifuge 100 comprend une 5 nacelle tournante 102 qui est protégée par une protection amovible 104 (voir les figures 1 et 2). La nacelle tournante 102 comprend une cage tournante 106 et une roue 108 (voir la figure 3) qui permet le montage de la nacelle tournante sur des roulements (non représentés). La nacelle tournante 102 est maintenue en position par une fusée de guidage 112 et entraînée par un moteur électrique 114 via une 10 courroie crantée 116 comme connu. La nacelle tournante 102 comprend aussi une cloche 118 ayant un espace intérieur 118a qui permet le passage d'un fil 50 le long de l'axe de rotation de la nacelle tournante 102. Le fil 50 entre dans la nacelle tournante 102 à travers une canne de guidage 120 ayant une canne aval fendue 120a qui se termine par deux 15 demi-canons 120b. Il y a une ouverture dans les demi-canons 120b qui permet le transfert du fil 50 vers une cannette de guidage 122. La cannette de guidage 122 comprend une cannette aval fendue 122a et deux demi-canons 122b avec une ouverture qui reçoit le fil 50 pendant son trajet. Les ouvertures de la canne de guidage 120 et la cannette de guidage 122 sont alignées le long de l'axe de rotation 20 de la nacelle tournante 102 pour assurer que le fil 50 suit un trajet rectiligne. La direction du trajet est indiquée à la figure 1 par les flèches A et à la figure 2 par la flèche B. La nacelle tournante 102 inclut au moins une branche périphérique 126 dans laquelle un logement 126a permet la fixation d'un bec centrifuge 130 25 correspondant. Le bec centrifuge 130 comprend un porte-bec 132 qui pince un bec de nettoyage ou lame 134 (décrit ci-dessous par rapport aux figures 2 à 7). Le bec centrifuge 130 comprend aussi une attache de rappel 136 qui se termine par une masselotte 138. Chaque bec centrifuge 130 pivotant est rattaché à une branche périphérique 126 correspondante via un palier (non représenté). Le tout est 30 sécurisé par une fixation connue, telle qu'une vis 139. En se référant aux figures 2 à 7, trois becs de nettoyage 134 sont placés radialement et disposés, à l'aide de la nacelle tournante 102, en cascade (voir les figures 5 et 6) ou concentriquement (voir la figure 7) le long du fil 50. Dans les réalisations de l'invention illustrées, trois becs centrifuges 130 sont fournis qui 2015PAT00413FR 3057473 5 correspondent aux trois branches périphériques 126, mais il est entendu que le nombre de branches et de becs centrifuges pourrait être modifié. Dans un mode de réalisation, une distance entre deux becs de nettoyage est fixée à 5.0 mm. Les becs de nettoyage ou lames 134 sont en métal dur, et pour leur 5 géométrie, on peut choisir des configurations différentes. Par exemple, on pourrait choisir des becs chevauchants à lèvre d'attaque transverse (oblique) ou des becs chevauchants à lèvre d'attaque longitudinale symétrique ou asymétrique. Il est évident que la géométrie des becs de nettoyage 134 n'est pas limitative et que d'autres géométries peuvent être utilisées, sans s'éloigner de la portée de 10 l'invention. Suivant la rigidité du fil 50 différentes modes de réalisation d'un système de nettoyage sont disponibles. Pour les fils rigides, au-delà d'un diamètre de fil donné ou d'une raideur donnée, les becs de nettoyage 134 sont placés dans une disposition soit « basculante en cascade » soit « parallèle en cascade » et guident le 15 fil 50 en amont et en aval. Dans un mode de réalisation, le fil 50 ayant un diamètre de 0.32 mm est envisagé, mais on peut envisager une plage de diamètres dans les différentes applications de renfort (par exemple, dans la fabrication de pneumatiques). Dans la disposition « basculante en cascade » (voir la figure 5), les trois 20 becs de nettoyages 134 sont séparés et fixés sur des porte-becs 132 correspondants. Les porte-becs 132 basculent chacun avec leur bec de nettoyage 134 sur leur axe pivot placé transversalement à l'axe de rotation de la nacelle tournante 102. Les trois zones de contact entre les trois becs de nettoyage ou lames 134 sont décalées axialement le long de l'axe de rotation de la nacelle tournante 102. 25 Dans la disposition « parallèle en cascade » (voir la figure 6), chaque bec de nettoyage 134 est indépendamment monté sur un porte-bec 132 correspondant. Les porte-becs se déplacent perpendiculairement au fil 50 à l'aide d'un système de pantographe (non représenté) à deux points de pivotement transversaux. Ce mode de réalisation s'applique aussi au nettoyage de fils moins rigides que ceux du mode 30 précédent. Pour les fils plus souples, les becs de nettoyage 134 sont placés dans une disposition concentrique plus compacte. Dans la disposition « concentrique » (voir la figure 7), les trois becs de nettoyage 134 sont placés axialement au même niveau. Les becs de nettoyage 134 coulissent radialement dans des logements 2015PAT00413FR 3057473 6 aménagés directement dans la nacelle tournante 102 et sont actionnés par des leviers centrifuges pivotants sur des axes transversaux (pivots a, b, c). Dans les trois dispositions, les becs de nettoyage 134 tournent autour du fil 50 et se déplacent radialement sous l'effet de la force centrifuge. A haute vitesse, 5 des masselottes 138 soumises à l'effet centrifuge, font pivoter les porte-becs 132, assurant ainsi une pression des becs de nettoyage 134 sur le fil 50. La pression de contact varie selon le carré de la vitesse de rotation de la nacelle tournante 102 et peut aisément être ajustée en pilotant la vitesse du moteur 114. Dans une configuration verticale (rotation de la nacelle tournante 102), à 10 basse vitesse, le dégagement des becs de nettoyage 134 par rapport au fil 50 est obtenu naturellement par la gravité terrestre sur les masselottes 138. Un rappel des becs de nettoyage 134 par gravité assure un écartement des becs de nettoyage 134 par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante 102 en dehors des cycles de nettoyage à sec. 15 Alors que dans une configuration horizontale, l'écartement des becs de nettoyage 134 par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante 102 peut être assuré par des ressorts de rappel annulaires 145. Les ressorts de rappel annulaires 145 assurent un écartement des becs de nettoyage 134 en dehors des cycles de nettoyage à sec. 20 La cloche 118 est portée par la nacelle tournante 102 et fait office de butée mécanique au pivotement des porte-becs 132 à hautes vitesses (par exemple, une vitesse du fil de 53 m/min pour une vitesse du moteur de 6000 t/min). La cloche 118 confine aussi le volume d'air en rotation pour réduire le bruit et protège du même coup l'opérateur et l'environnement en cas de détachement accidentel d'une 25 pièce mécanique. Les saletés à la surface du fil 50 sont décollées par les becs de nettoyage 134, écartés par l'effet centrifuge et enfin évacués par un système d'aspiration connu (non représenté). La surface de contact de chaque bec de nettoyage 134 et leur disposition, associée à la vitesse de défilement du fil 50, développent les zones 30 nettoyées dans une nappe hélicoïdale formée de trois pistes qui s'enroulent autour du fil. Pour assurer une bonne couverture des becs de nettoyage 134 sur toute la surface du fil 50, il est judicieux d'adapter la vitesse de défilement du fil 50 en fonction de la vitesse de rotation de la nacelle tournante 102. Le nettoyeur fil centrifuge 100 peut être utilisé pendant un cycle de 2015PAT00413FR 3057473 7 nettoyage selon une séquence programmée. Par exemple, un centre de commande central peut avoir été programmé avec des données établies pour une pluralité des renforts métalliques y compris une pluralité des tailles des fils. Les données peuvent aussi comprendre des données établies pour une pluralité de becs de 5 nettoyage dans les dispositions basculante en cascade, parallèle en cascade et concentrique. Le nettoyeur fil centrifuge 100 peut faire partie d'un système plus complet assurant à titre d'exemple un dépôt de polymère autour du fil nettoyé. Un ou plusieurs capteurs et/ou types de capteurs peuvent être éventuellement utilisés, y compris, mais sans limitation, les capteurs 10 environnementaux (par exemple, pour détecter les conditions atmosphériques telles que la température, la pression et/ou l'humidité pendant le cycle de nettoyage) et des capteurs de vérification (par exemple, pour détecter une déviation par rapport à une séquence proscrite). Au moins certaines des diverses techniques peuvent être mises en oeuvre en 15 relation avec un matériel ou un logiciel ou, si cela se justifie, avec une combinaison des deux. Tel qu'utilisé ici, le terme « méthode » ou « procédé » peut englober une ou plusieurs étapes effectuées au moins par un appareil électronique ou basé sur un ordinateur ayant un processeur servant à exécuter des instructions qui réalisent les étapes. 20 Les dimensions exprimées en unités anglo-saxonnes sont comprises comme englobant les dimensions équivalentes en unités métriques et autres (par ex., une dimension présentée comme « 1 pouce » est destinée à désigner une dimension équivalente de « 2,5 cm »). Les termes « au moins un(e) » et « un(e) ou plusieurs » sont utilisés de 25 façon interchangeable. Les gammes qui sont présentées comme se situant « entre a et b » englobent les valeurs de « a » et « b ». Bien que des modes de réalisation particuliers de l'appareil révélé aient été illustrés et décrits, on comprendra que divers changements, additions et modifications peuvent être pratiqués sans s'écarter de l'esprit ni de la portée du 30 présent exposé. Par conséquent, aucune limitation ne devrait être imposée sur la portée de l'invention décrite à l'exception de celles exposées dans les revendications annexées. 2015PAT00413FR REVENDICATIONS1. Nettoyeur fil centrifuge (100) qui est utilisé dans un système qui effectue un cycle de nettoyage à sec d'un renfort métallique comprenant un fil (50) destiné à un article en caoutchouc, caractérisé en ce que le nettoyeur fil centrifuge (100) comprend une nacelle tournante (102) avec une cloche (118) et une canne de guidage (120) qui permettent le passage du fil (50) le long de l'axe de rotation de la nacelle tournante (102), et avec au moins une branche périphérique (126) qui permet la fixation d'un bec centrifuge (130) correspondant, dans lequel le bec centrifuge (130) comprend un porte-bec (132) qui pince un bec de nettoyage (134) et une attache de rappel (136) qui se termine par une masselotte (138). 2. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon la revendication 1, dans lequel trois becs de nettoyage (134) sont fournis qui correspondent aux trois branches périphériques (126) et qui sont placés radialement pour tourner autour du fil (50) et pour se déplacer radialement sous l'effet de la force centrifuge. 3. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon la revendication 2, dans lequel une distance entre deux becs de nettoyage est fixée à 5.0 mm. 4. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel les becs de nettoyage (134) sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante (102), dans une disposition basculante en cascade. 5. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel les becs de nettoyage (134) sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante (102), dans une disposition parallèle en cascade. 6. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel les becs de nettoyage (134) sont disposés, à l'aide de la nacelle tournante (102), dans une disposition concentrique. 7. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la nacelle tournante (102) est maintenue en 2015PAT00413FR 3057473 9 position par une fusée de guidage (112) et est entraînée par un moteur électrique (114), et une pression de contact des becs de nettoyage 134 sur le fil 50 varie selon le carré de la vitesse de rotation de la nacelle tournante (102). 5 8. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant en outre des ressorts de rappel annulaires (145) qui assurent un écartement des becs de nettoyage (134) par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante 102 en dehors du cycle de nettoyage à sec. 10 9. Nettoyeur fil centrifuge (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant en outre un rappel des becs de nettoyage (134) par gravité qui assurent un écartement des becs de nettoyage (134) par rapport à l'axe de rotation de la nacelle tournante (102) dehors du cycle de nettoyage à sec . 15 10. Système pour effectuer un cycle de nettoyage à sec d'un renfort métallique comprenant un fil (50) destiné à un article en caoutchouc, le système comprenant un nettoyeur fil centrifuge (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 20 11. Système selon la revendication 10, comprenant en outre un système d'aspiration pour évacuer les saletés détachées de la surface du fil (50). 12. Un fil (50) traité par un système selon la revendication 10 ou la revendication 11. 25 30 2015PAT00413FR