INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La tête d’extrusion 3 peut comprendre, tel que cela est visible sur la , une pluralité de lames 4, juxtaposées les unes aux autres, qui délimitent les canaux C1, C2, C3 et permettent de conformer les différents flux des mélanges élastomériques M1, M2, M3.
L’installation 1 comprend également un rouleau 5 qui est entraîné en rotation R5 sur lui-même autour d’un axe central Y5.
Ledit rouleau 5 présente une forme cylindrique de base circulaire centrée sur ledit axe central Y5. La surface cylindrique apparente, convexe, dudit rouleau 5 forme une surface de réception qui est destinée à recevoir les mélanges élastomériques et à accompagner le profilé 2, au fur et à mesure de sa génération, dans son mouvement d’avance selon la direction d’écoulement L2.
Le rouleau 5 est de préférence réalisé en métal, par exemple en acier. La surface dudit rouleau 5 est avantageusement polie, pour limiter l’encrassement du rouleau 5 par les mélanges élastomériques. De préférence, la surface du rouleau 5 est traitée pour atteindre une dureté égale ou supérieure à 1000 HV (dureté Vickers), par exemple au moyen d’un chrome dur ou d’un dépôt en phase vapeur de nitrure de chrome CrN.
- retirer l’élément de maintien de la coiffe,
- fixer la coiffe à l’élément de support de siège au moyen du dispositif de fixation de ladite coiffe.
L’utilisation d’un élément de maintien facilite la manipulation de la coiffe en rigidifiant ou en mettant en tension au moins une partie de celle-ci, ce qui la rend manipulable par des moyens automatisés, tels qu’un bras robotisé ou autre. En outre, le transport de la coiffe jusqu’à la station de revêtement est simplifié par la coopération de l’élément de maintien avec le dispositif de transport.
Le procédé de fixation selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes, considérées seules ou selon toute combinaison techniquement envisageable :
- l’élément de maintien comprend au moins un élément de fixation, ledit élément de fixation coopérant avec le dispositif de fixation de la coiffe pour fixer l’élément de maintien à ladite coiffe pendant le transport de ladite coiffe à la station de revêtement ;
- l’élément de fixation de l’élément de maintien est mobile entre une position rétractée et une position active, ledit élément de fixation étant placé dans la position active, dans laquelle il coopère avec le dispositif de fixation de la coiffe, pour fixer l’élément de maintien à la coiffe et étant placé dans la position rétractée pour retirer l’élément de maintien de la coiffe ;
- la coiffe maintenue par l’élément de maintien est déplacée du dispositif de transport à la station de revêtement par un bras robotisé, ledit bras robotisé retirant l’élément de maintien de la coiffe lorsque celle-ci est placée dans la station de revêtement et que la surface intérieure de la coiffe est maintenue en regard de l’élément de support ;
- le bras robotisé est agencé pour déplacer l’élément de fixation de la position active à la position rétractée lorsque la surface intérieure de la coiffe est maintenue en regard de l’élément de support par la station de revêtement ;
- l’élément de maintien comprend une surface de maintien, au moins une partie de la surface intérieure de la coiffe étant appliquée sur ladite surface de maintien lorsque la coiffe est maintenue par ledit élément de maintien ;
- la fixation de la coiffe à l’élément de support comprend une étape d’insertion par la station de revêtement d’au moins un clip de fixation dans le dispositif de fixation de la coiffe et dans l’élément de support de siège ;
- la station de revêtement comprend au moins une pince s’étendant au travers de l’élément de support de siège, ladite pince étant mobile entre une position de maintien, dans laquelle ladite pince maintien la surface intérieure de la coiffe en regard de l’élément de support, ladite coiffe étant espacée de l’élément de support de sorte que l’élément de maintien peut être retiré de la coiffe, et une position d’application, dans laquelle la surface intérieure de la coiffe est appliquée contre l’élément de support ;
- l’élément de préhension de l’élément de maintien est un crochet ou une boucle, la coiffe étant suspendue à une barre de support du dispositif de transport par ledit élément de maintien lorsque la coiffe est disposée dans le dispositif de transport ;
- une partie centrale de la coiffe est fixée à l’élément de support dans la station de revêtement, le procédé comprenant en outre une étape de fixation d’au moins une partie latérale de la coiffe sur l’élément de support en dehors de la station de revêtement ; et
- le dispositif de fixation de la coiffe comprend un cadre entourant au moins une partie de la partie centrale de la coiffe, ledit cadre comprenant au moins un orifice de passage d’un clip de fixation.
- la est une représentation schématique en perspective d’une coiffe maintenue par un élément de maintien, ledit élément de maintien étant en position rétractée,
Afin d’éviter les fuites de mélanges élastomériques hors de l’entrefer, il est connu, par le document EP-0 201 337, de fixer sur la tête d’extrusion, de chaque côté de l’entrefer, des patins d’étanchéité auto-lubrifiés qui viennent au contact de la surface du rouleau avec un léger jeu permettant au rouleau de glisser sur lesdits patins.
Toutefois, une telle solution est délicate à mettre en œuvre, dans la mesure où il est nécessaire de disposer de moyens de réglage qui permettent d’ajuster précisément, à chaque nouveau tirage, c’est-à-dire à chaque lancement d’une nouvelle opération d’extrusion d’un profilé, la position radiale des patins par rapport à la surface du rouleau, en fonction notamment du degré d’usure desdits patins. Un tel réglage est en effet indispensable afin d’obtenir un montage glissant qui ne soit ni trop lâche, pour que les patins ne laissent pas fuir un ou des matériaux extrudés, ni serré, afin que les patins ne génèrent pas un frottement excessif qui pourrait gêner voir bloquer la rotation du rouleau, et causer ainsi une surconsommation d’énergie ou des irrégularités dans l’écoulement des mélanges, irrégularités qui seraient susceptibles de faire apparaître des défauts dans la géométrie ou les dimensions du profilé.
En outre, la nécessité de recommencer les opérations de réglage de jeu à chaque nouveau tirage cause d’importantes pertes de temps, ce qui rend l’installation d’extrusion difficilement compatible avec des changements fréquents de production, lorsqu’il est nécessaire de fabriquer successivement, au moyen de la même installation d’extrusion, une grande variété de profilés différents, chacun en petite série.
Par ailleurs, les profilés actuels tendent à devenir de plus en plus complexes, et donc à faire intervenir un nombre élevé de mélanges élastomériques qui se combinent au sein de la section du profilé, typiquement cinq, six voire sept mélanges élastomériques différents, ce qui a pour conséquence d’augmenter la « longueur mouillée », c’est-à-dire la distance, considérée selon la direction d’écoulement du profilé, ici donc selon la direction circonférentielle du rouleau, sur laquelle ledit profilé doit impérativement rester captif de l’entrefer, entre le rouleau et la tête d’extrusion, pour que l’on puisse garantir la cohésion entre eux des différents mélanges élastomériques au sein dudit profilé.
Or, il est particulièrement malaisé, voire impossible, d’assurer une étanchéité au moyen de patins connus sur une longueur mouillée importante, car le risque d’erreur dans le réglage du jeu est alors significativement accru, ainsi que les conséquences d’un mauvais réglage de jeu en matière de fuite ou au contraire de blocage du rouleau.
De surcroît, les mélanges élastomériques désormais utilisés, notamment dans l’industrie du bandage pneumatique, pour former la sous-couche du profilé, c’est-à-dire la première couche de mélange élastomérique déposée, qui est donc en contact direct avec la surface du rouleau, et par-dessus laquelle s’empilent les couches formées par les autres mélanges élastomériques, tendent à être de plus en plus fluides, ce qui impose de renforcer l’étanchéité entre la tête d’extrusion et le rouleau pour éviter des fuites et une malformation de ladite sous-couche du profilé.
Les objets assignés à l’invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et proposer une nouvelle installation d’extrusion qui garantisse de manière simple et reproductible une étanchéité efficace entre la tête d’extrusion et le rouleau, sans gêner la rotation du rouleau ni nécessiter un réglage de jeu complexe à chaque tirage.
Les objets assignés à l’invention sont atteints au moyen d’une installation de coextrusion destinée à générer un profilé en extrudant conjointement une pluralité de mélanges élastomériques selon une direction d’écoulement commune, ladite installation comprenant une tête d’extrusion destinée à amener les mélanges élastomériques, un rouleau qui est entraîné en rotation sur lui-même autour d’un axe central, et un système de fermeture conçu pour faire passer alternativement l’installation d’une configuration d’ouverture, dans laquelle la tête d’extrusion est éloignée du rouleau, à une configuration de fermeture, dans laquelle la tête d’extrusion est rapprochée du rouleau afin de définir avec ledit rouleau un entrefer servant à conformer la section du profilé, lequel entrefer s’étend selon une première dimension dite « hauteur » portée par une direction radiale perpendiculaire à l’axe central, selon une seconde dimension dite « largeur » portée par une direction axiale parallèle à l’axe central, et selon une troisième dimension dite « longueur mouillée » qui est portée par la direction d’écoulement commune et qui représente une portion de la circonférence du rouleau, ladite installation étant caractérisée en ce que le système de fermeture comporte un mécanisme à butée qui est agencé pour positionner de manière reproductible la tête d’extrusion par rapport au rouleau en configuration de fermeture afin de garantir que, dans ladite configuration de fermeture, la hauteur de l’entrefer est égale à une hauteur nominale prédéterminée, assortie d’une tolérance radiale connue, et en ce que ladite installation comprend au moins un joint d’étanchéité, destiné à venir délimiter la largeur de l’entrefer afin d’empêcher les mélanges élastomériques de fuir axialement hors de l’entrefer, ledit joint d’étanchéité étant fixé à la tête d’extrusion de sorte d’une part à pouvoir couvrir la longueur mouillée dans la configuration de fermeture, et d’autre part à faire saillie radialement par rapport à la tête d’extrusion, d’une valeur qui, lorsque la tête d’extrusion est en configuration d’ouverture, est dite « hauteur de saillie brute » et est strictement supérieure, d’une valeur non nulle dite « valeur minimale d’interférence radiale », à la hauteur maximale possible de l’entrefer qui est attendue en configuration de fermeture en tenant compte de la hauteur nominale de l’entrefer et de la tolérance radiale connue, de sorte que, lorsque le système de fermeture fait passer l’installation en configuration de fermeture, la tête d’extrusion force l’écrasement radial du joint d’étanchéité en compression contre le rouleau, d’une valeur de compression radiale qui est au moins égale à la valeur minimale d’interférence radiale.
Avantageusement, selon l’invention, c’est la déformabilité intrinsèque du joint d’étanchéité, combinée au fait que ledit joint est intentionnellement dimensionné de manière à être pris en sandwich et systématiquement comprimé entre la tête d’extrusion et le rouleau, grâce à l’existence d’une valeur minimale d’interférence radiale choisie, qui permettent audit joint de s’ajuster, par déformation spontanée, à l’entrefer existant, et notamment qui permettent audit joint d’absorber, par un écrasement radial plus ou moins prononcé, les éventuelles tolérances d’usinage et d’assemblage de la tête d’extrusion, du rouleau, et du système de fermeture, ainsi que les éventuelles variations de la hauteur radiale de l’entrefer le long de la longueur mouillée.
Ainsi, le joint d’étanchéité selon l’invention est apte à combler totalement, et à coup sûr, à chaque fermeture de l’installation, la hauteur radiale de l’entrefer, en épousant sur toute la longueur mouillée aussi bien la surface du rouleau que la surface de la tête d’extrusion située en vis-à-vis de la surface dudit rouleau, sans laisser subsister de jeu radial, et donc sans laisser subsister d’interstice qui serait susceptible de laisser fuir latéralement l’un ou l’autre des mélanges élastomériques.
Avantageusement, grâce à l’invention, il n’est plus nécessaire, comme le prévoyaient les installations connues, de modifier et d’adapter à chaque nouveau tirage, en fonction de la hauteur et de l’usure constatée de patins d’étanchéité rigides, le réglage fixe qui détermine la distance qui sépare la tête d’extrusion du rouleau en configuration de fermeture, en ajustant avant chaque nouvelle fermeture ladite valeur de réglage fixe de telle manière que l’on obtienne un contact glissant et sans contrainte des patins contre le rouleau. En effet, l’invention propose au contraire un système de fermeture qui définit une position unique et reproductible de la tête d’extrusion par rapport au rouleau, avec une légère plage de tolérance connue et maîtrisée, c’est-à-dire un système de fermeture qui permet de conserver une même valeur de réglage fixe d’un tirage à l’autre tirage, et donc pour plusieurs fermetures successives, mais qui laisse au joint d’étanchéité le soin de compenser automatiquement, à chaque fermeture, les éventuelles variations de positionnement radial comprises dans ladite plage de tolérance, par une déformation radiale adaptée, et spontanée, dudit joint sous la contrainte de compression radiale qui est induite par l’existence de l’interférence radiale choisie.
L’invention permet donc avantageusement au système de fermeture de placer la tête d’extrusion en vis-à-vis du rouleau « à l’aveugle », dans la position nominale repérée par la butée, sans qu’il soit nécessaire de réaliser au préalable un quelconque réglage de la position des organes du système de fermeture qui définissent la position de la tête d’extrusion, et plus particulièrement qui définissent la position des éléments rigides et fixes appartenant à ladite tête d’extrusion, par rapport à la position du rouleau, en configuration de fermeture.
On économise ainsi un temps précieux lors du passage d’un tirage au tirage suivant, puisque aucune opération de réglage de jeu n’est nécessaire entre les deux tirages consécutifs.
Avantageusement, le système de fermeture selon l’invention permet en outre de dissocier la précharge fonctionnelle de fermeture d’une part, c’est-à-dire l’intensité de l’effort qui force le rapprochement de la tête vers le rouleau en plaquant, par l’intermédiaire de la butée, le support de la tête d’extrusion dans une position nominale prédéterminée contre les paliers supportant et guidant le rouleau, de la précharge radiale fonctionnelle d’étanchéité d’autre part, c’est-à-dire de l’intensité de l’effort avec lequel le ou les joints d’étanchéité portés par la tête appuient sur le rouleau et sont comprimés contre ledit rouleau, en configuration de fermeture, et plus particulièrement en fonctionnement pendant un tirage.
Ainsi, en particulier, il est possible d’exercer une précharge de fermeture très élevée, typiquement supérieure ou égale à dix tonnes (c’est-à-dire, par convention, un effort équivalent au poids d’une masse de dix tonnes) et même de l’ordre de plusieurs dizaines de tonnes, afin d’empêcher la tête d’extrusion d’être écartée du rouleau sous l’effet de la pression de service qu’exercent les mélanges extrudés qui circulent dans l’entrefer, ce qui permet d’éviter toute altération de la hauteur de l’entrefer pendant un tirage, et ce sans pour autant que le joint d’étanchéité n’appuie, et donc ne frotte, trop fortement sur le rouleau, puisque la précharge radiale fonctionnelle d’étanchéité exercée par le joint d’étanchéité sur le rouleau est quant à elle typiquement de l’ordre de quelques centaines de kilogrammes, de préférence inférieure à 2 tonnes, plus préférentiellement inférieure à 1 tonne, par exemple comprise entre 100 kg et 800 kg, c’est-à-dire que ladite précharge radiale fonctionnelle d’étanchéité est négligeable, à savoir ici inférieure d’un facteur égal ou supérieur à 10, voire égal ou supérieur à 50, par rapport à la précharge fonctionnelle de fermeture.
Bien entendu, la forme du joint d’étanchéité, notamment la largeur dudit joint considérée selon la direction de l’axe central, la valeur d’interférence radiale minimale, ainsi que le matériau constitutif du joint d’étanchéité, seront choisis de manière à ce que l’étendue de l’aire de contact qui se crée entre le rouleau et le joint d’étanchéité, ainsi que la pression de contact qui règne dans ladite aire de contact, soient d’une part suffisamment élevées pour garantir une étanchéité satisfaisante, notamment lorsque la hauteur radiale de l’entrefer correspond à la plus grande hauteur radiale possible au vu de la hauteur nominale et de la plage de tolérance applicable, et d’autre part suffisamment modérées pour éviter qu’un frottement excessif n’entrave la bonne rotation du rouleau en glissement sur le joint d’étanchéité, notamment lorsque la hauteur radiale de l’entrefer correspond à la plus petite hauteur radiale possible au vu de la hauteur nominale et de la plage de tolérance applicable.
De préférence, le diamètre du rouleau 5 est compris entre 300 mm et 1000 mm.
La tête d’extrusion 3 présente une forme concave, sensiblement conjuguée à celle du rouleau 5, ici donc une forme concave qui correspond sensiblement à une portion de cylindre de base circulaire, de manière à ce que ladite tête d’extrusion 3 puise venir coiffer un secteur angulaire du rouleau 5 pour définir un entrefer 6.
L’installation 1 comprend en outre un système de fermeture 10 qui est conçu pour faire passer alternativement l’installation 1 d’une configuration d’ouverture, dans laquelle la tête d’extrusion 3 est éloignée du rouleau 5, à une configuration de fermeture, dans laquelle la tête d’extrusion 3 est rapprochée du rouleau 5 afin de définir avec ledit rouleau 5 l’entrefer 6 servant à conformer la section du profilé 2.
Le système de fermeture 10 peut par exemple comprendre un ascenseur 11, agencé pour déplacer verticalement la tête d’extrusion 3 par rapport à un palier 12 qui soutient le rouleau 5 et qui guide ledit rouleau 5 en rotation.
En pratique, la configuration d’ouverture permet notamment le nettoyage ou le remplacement de la tête d’extrusion 3.
En configuration de fermeture, l’entrefer 6 s’étend selon une première dimension dite « hauteur » H6 qui est portée par une direction radiale DR perpendiculaire à l’axe central Y5, selon une seconde dimension dite « largeur » W6 qui est portée par une direction axiale DA parallèle à l’axe central Y5, et selon une troisième dimension dite « longueur mouillée » L6 qui est portée par la direction d’écoulement commune L2 et qui représente une portion de la circonférence du rouleau 5.
Par commodité de description, on désignera par « axiale » une direction parallèle à l’axe considéré, ici l’axe central Y5, par « radiale » une direction perpendiculaire audit axe considéré, et par « circonférentielle » une direction orthoradiale, c’est-à-dire qui, en un point considéré situé à distance de l’axe, est normale au plan radial qui contient l’axe considéré et qui passe par ledit point considéré.
En pratique, la direction d’écoulement commune L2 coïncide avec la direction circonférentielle. Dans un plan normal à l’axe central Y5, direction d’écoulement commune L2 et direction circonférentielle sont donc tangentes à la surface du rouleau 5.
La longueur mouillée L6 est de préférence comprise entre 30 mm et 200 mm, ladite longueur mouillée L6 étant généralement d’autant plus grande que le nombre de mélanges élastomériques de compositions différentes entrant dans la constitution du profilé 2 est élevé.
De préférence, et notamment pour un rouleau 5 qui présente préférentiellement un diamètre compris entre 300 mm et 1000 mm comme indiqué plus haut, la longueur mouillée L6 couvre, en azimut autour de l’axe central Y5, une fraction du périmètre du rouleau 5, qui représente un secteur angulaire dont l’étendue est comprise entre 2 degrés et 40 degrés.
Selon l’invention, et tel que cela est illustré sur la , le système de fermeture 10 comporte un mécanisme 13 à butée 14 qui est agencé pour positionner de manière reproductible la tête d’extrusion 3 par rapport au rouleau 5 en configuration de fermeture afin de garantir que, dans ladite configuration de fermeture, la hauteur H6 de l’entrefer 6 est égale à une hauteur nominale H6_set prédéterminée, assortie d’une tolérance radiale IT6 connue.
A titre d’exemple, la butée 14 du mécanisme 13 peut correspondre à une surface du palier 12, par exemple la face inférieure de la semelle dudit palier 12, contre laquelle vient buter une portion de l’ascenseur 11, tel que cela est illustré sur la .
La mise en butée de l’ascenseur 11 contre le palier 12 marquera ainsi la fin de la course relative de la tête d’extrusion 3 par rapport au rouleau 5, dans le sens correspondant au rapprochement de la tête d’extrusion 3 vers le rouleau 5.
Par simple convention, on désignera la tolérance radiale IT6 sous forme d’un intervalle de tolérance défini d’une part par une valeur de tolérance basse, notée IT6_low, et d’autre part par une valeur de tolérance haute, notée IT6_high : IT6 = [IT6_low ; IT6_high]
Les valeurs de tolérance IT6_low, IT6_high sont algébriques, c’est-à-dire pourront être l’une et/ou l’autre indifféremment positives ou négatives, dès lors que la valeur de tolérance basse IT6_low est strictement inférieure (algébriquement, c’est-à-dire en tenant compte du signe) à la valeur de tolérance haute IT6_high : IT6_low < IT6_high
Ainsi, lorsque l’installation se trouve en configuration de fermeture, et plus particulièrement ici lorsque l’ascenseur 11 est en appui rigide et contraint par une précharge de fermeture F10 contre la butée 14 procurée par le palier 12, la hauteur H6 réelle de l’entrefer, dans la zone de référence choisie pour fixer la hauteur nominale H6_set, est comprise de façon certaine entre une hauteur minimale possible prédéterminée, connue à l’avance, et valant ici H6_min = H6_set + IT6_low compte-tenu de la convention adoptée ci-dessus, et une hauteur maximale possible prédéterminée, également connue à l’avance, et valant ici H6_max = H6_set + IT6_high, c’est-à-dire que l’on a, et que l’on sait avoir : H6_set + IT6_low ≤ H6_set ≤ H6_set + IT6_high
La illustre une chaine de production 1 selon l’invention, comprenant une première machine d’usinage 2a, une deuxième machine d’usinage 2b et une machine de mesure et/ou de contrôle 4 des pièces usinées par ces machines. Plus particulièrement, la première machine d’usinage 2a assure l’usinage d’une première pièce 6a et la deuxième machine d’usinage 2b assure l’usinage d’une deuxième pièce 6b. Ces machines d’usinage 2a, 2b sont par exemple des machines numériques ou des centres d’usinage numériques connectés, de sorte à émettre ou recevoir des informations par voie électronique.
Selon une caractéristique de l’invention, la première pièce 6a et la deuxième pièce 6b présentent des dimensions identiques l’une de l’autre. En d’autres termes, la première machine d’usinage 2a et la deuxième machine d’usinage 2b sont configurées pour usiner des pièces 6a, 6b identiques d’un point de vue structurel et dimensionnel. Dans l’exemple de l’invention de la , la première pièce 6a et la deuxième pièce 6b sont des pistons, étant entendu que cet exemple n’est pas limitatif de l’invention et que ce piston n’est utilisé que pour illustrer le déroulement du procédé selon l’invention.