APPAREIL ET PROCEDE D'APPLICATION D'UNE BANDELETTE SUR UNE SURFACE ROTATIVE

APPAREIL ET PROCEDE D ' APPLICATION D ' UNE BANDELETTE SUR UNE SURFACE ROTATIVE

L'invention concerne un appareil d'application d'une bandelette de renforcement sur une surface de réception rotative, notamment pour fabriquer des pneumatiques.

L'intérêt de disposer un renforcement annulaire dans les pneumatiques, sur toute leur périphérie, a été perçu depuis longtemps. Un tel renforcement peut, en particulier, être constitué par la une nappe comprenant des câblés enroulés circonférentiellement et disposés radialement sur la carcasse du pneumatique. Cette nappe est couramment appelée « nappe à zéro degré ». Un câblé textile ou métallique désigne un fil unitaire ou plusieurs fils assemblés de manières à travailler ensemble ou encore, par extension, un retors.

Or, lors de la cuisson des pneumatiques comportant une nappe à zéro degré, les câblés de cette nappe subissent dans le moule de cuisson une conformation dont il est nécessaire de tenir compte pour l'architecture finale des pneumatiques. Ce phénomène peut engendrer de grandes difficultés, dans le cas où les câblés qui composent la nappe n'acceptent pas d'allongement lors de la conformation dans le moule, du fait de leur rigidité.

Diverses solutions ont été envisagées pour résoudre ce problème. Certaines portent sur la nature des câblés. Ainsi, par exemple, l'utilisation de fils métalliques dits « bi-élastiques » permet de réaliser un compromis entre les propriétés de rigidité et d'allongement de la nappe obtenue. Bien qu'intéressante, une telle solution n'est pas sans conséquence sur la nature du renforcement des pneumatiques. Il est en effet nécessaire de compenser la baisse de rigidité de la nappe à zéro degré obtenue, en rajoutant des nappes supplémentaires ou, en modifiant les mélanges caoutchouteux.

Un autre type de solution propose des modifications de pose de produits à cru permettant d'obtenir les architectures à cuit souhaitées. Ainsi, est apparue l'idée de poser les câblés sous forme ondulée dans le pneumatique cru de telle manière que, suite à. la conformation en moule de cuisson ils perdent leur ondulation et soient alors orientés uniformément dans une direction faisant un angle proche de zéro degré par rapport à la direction circonférentielle.

Cette solution astucieuse présente néanmoins des difficultés de mise en œuvre.

En effet, le pneumatique cru a été assemblé sur un tambour cylindrique ou légèrement galbé alors que le pneumatique cuit sortant du moule de cuisson est, par rapport à cette première forme, surgalbé. Par conséquent, lors de la conformation, les déformations subies par le pneumatique vont être beaucoup plus importantes au centre dudit pneumatique qu'au niveau de ses épaules. Il est donc nécessaire d'être capable de poser industriellement un câblé avec des ondulations d'amplitudes et de périodes différentes, selon sa position transversale afin que la nappe réalisée présente, après conformation en . presse, des fils orientés sensiblement à zéro degré quelle que soit leur position transversale, . proche du centre ou des épaules.

La publication EP 0 724 949 décrit un appareil d'application de fils textiles ou métalliques sur une surface rotative avec des ondulations sinusoïdales. Des moyens de déplacements des fils en translation transversale par rapport à la direction de délivrance des fils permettent d'obtenir une telle pose, l'amplitude et la période de la sinusoïde étant maîtrisée grâce au contrôle et à la commande des vitesses de rotation de la surface de pose, de l'élément délivrant les fils et de la commande des moyens de déplacement. Cependant, ces moyens de déplacements sont constitués par une filière translatable dans la direction transversale, actionnée par un moteur par l'intermédiaire d'une bielle fixée sur un volant motorisé.

Cela signifie en pratique que, la vitesse de rotation de la surface de pose étant déterminée, pour modifier l'amplitude des ondulations des fils sur cette surface en continu, il faut modifier la vitesse de l'élément délivrant les fils pour modifier la quantité de fils délivrés et modifier la position de la bielle par rapport au volant pour synchroniser la modification de l'amplitude des ondulations réalisées. La réalisation de cette dernière modification en continu paraît donc difficilement envisageable. De plus, il est clair, qu'en fonction de la sinusoïde désirée, la vitesse de pose elle aussi sera limitée afin de ne pas gêner le mouvement motorisé de la filière.

La publication EP 1 208 963 apporte une première solution aux difficultés évoquées ci dessus mais reste limitée à la pose d'un seul fil ou câblé.

II s'avère toutefois intéressant, pour améliorer le temps de pose de la nappe, d'enrouler non pas. -un seul fil ou câblé, mais un ensemble continu de fils ou de câblés disposés parallèlement entre eux et constituant une bandelette de renforcement. Les fils ou câblés s'étendent dans la direction de la longueur de la bandelette et sont généralement enrobés dans un mélange caoutchouteux. La dépose du nombre de fils ou de câblés désiré s'effectue alors en un plus faible nombre de tours de la surface de réception.

Toutefois la pose d'une bandelette avec des ondulations sinusoïdales sur un sommet de pneumatique rencontre toute une série de difficultés liées à la faible résistance de la bandelette au cisaillement latéral et pouvant provoquer des déformations indésirables ou des replis de la bandelette sur elle-même ainsi que des absences de recouvrement d'une partie du sommet.

L'invention vise un appareil d'application permettant une application simultanée de plusieurs câblés sous forme d'une bandelette de renforcement et palliant l'ensemble des inconvénients précités.

Selon l'invention, l'appareil d'application d'une bandelette de renforcement sur une surface de réception rotative comprend des moyens de délivrance de la bandelette, des moyens de déplacement transversal par rapport à la surface de réception et des moyens de pose de la bandelette sur ladite surface de réception, est caractérisé en ce que les moyens de délivrance de la bandelette amènent cette dernière vers les moyens de- déplacement transversal avec une orientation du plan de la nappe de fils ou de câblés de la bandelette sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la surface de réception rotative, et que les moyens de pose de la bandelette, situés en sortie des moyens de déplacement transversal, opèrent un pivotement à 90° du plan de la nappe de fils ou de câblés de ladite bandelette autour d'un axe parallèle à la direction de progression de la bandelette, afin de disposer le plan de la nappe de fils ou de câblés de la bandelette tangentiellement par rapport à la surface de réception.

Cette orientation particulière du plan de la nappe de fils ou de câblés constituant la bandelette pendant le déplacement transversal permet de faire subir simultanément les ondulations à chaque câblé de la bandelette sans opérer sur la largeur de la bandelette et notamment sans risquer de déformations de la bandelette. Et, après pivotement de la bandelette, cette dernière peut être posée tangentiellement à la surface de réception avec les ondulations ainsi réalisées.

Le nombre de fils ou de câblés déposés simultanément est généralement très inférieur au nombre de fils constituant la « nappe à zéro degré » une fois posée. On détermine ce nombre en fonction de la largeur maximale de la bandelette qu'il est possible de mettre en œuvre. Cette largeur est fixée expérimentalement en fonction de la raideur des fils ou des câblés et de l'amplitude des ondulations, et peut aller de quelques millimètres à plusieurs dizaines de millimètres. Pour des raisons de commodités et de standardisation, elle se situe généralement entre 10 et 20 mm. La bandelette comprenant au moins deux et jusqu'à quelques dizaines de fils et de câblés, selon le diamètre et l'arrangement de ces derniers.

L'invention concerne également un procédé d'application d'une bandelette de renforcement sur une surface de réception rotative, notamment pour fabriquer des pneumatiques, qui comprend les étapes suivantes : - on délivre une bandelette dont l'orientation du plan de la nappe de fils ou de câblés de la bandelette est sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la surface de réception,

- on déplace la bandelette alternativement et dans une direction perpendiculaire au plan de la nappe de fils ou de câblés de la bandelette afin de créer des ondulations sur cette dernière,

- on pivote la bandelette de 90° autour d'un axe parallèle à la direction de progression de la bandelette et on pose cette dernière tangentiellement sur la surface de réception rotative. D' autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation d'un appareil d'application d'une bandelette de renforcement conforme à l'invention, en référence aux dessins dans lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique en élévation latérale de l'appareil d'application conforme à l'invention,

- la figure 2 est une coupe partielle de l'appareil d'application selon la ligne II représentée sur la figure 1,

- la figure 3 est une représentation partielle en vue de dessous de l'appareil d'application selon la flèche F représentée à la figure 1,

- la figure 4 est une représentation perspective partielle en vue de dessus de l'appareil selon la flèche F' représentée à la figure 1.

Selon la figure 1, l'appareil d'application 1 d'une bandelette B de renforcement sur une surface de réception rotative (2) comprend un corps (5), la bandelette étant appliquée sur la surface de réception (2) dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de ladite surface tangentiellement à cette dernière. La surface de réception (2) tourne avec une vitesse circonférentielle contrôlée qu'on désignera par V2.

Dans ce qui suit, on désignera par « direction de progression de la bandelette », la direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la surface de réception (2).

^• Le corps (5) porte des moyens de délivrance (10) de la bandelette, des moyens de déplacement transversal (20, 30) de la bandelette et enfin des moyens de pose (40) de cette bandelette sur la surface de réception (2). Ces différents organes agissent successivement pour réaliser l'application de la bandelette sur la surface de réception (2) avec les ondulations souhaitées de la bandelette et donc des fils ou des câblés contenus dans la bandelette. Comme on le voit sur la figure 4, lés moyens (10) de délivrance comprennent au moins une poulie (12) d'arrivée de la bandelette, alimentée par un rouleau d'approvisionnement non représenté. L'axe de rotation de la poulie (12) est ici parallèle à celui de la surface de réception 2, ce qui permet au rouleau d'approvisionner aisément un cabestan (11) dont l'axe XX' est perpendiculaire à celui du rouleau (12).

En sortie de la poulie (12), la bandelette est orientée tangentiellement ' par rapport à la surface de réception (2) mais son passage sur le cabestan (11) entraîne un pivotement à 90° de la bandelette autour de son axe longitudinal. En sortie du cabestan (11), le plan de la nappe de fils ou de câblés constituant la bandelette est orienté perpendiculairement à l'axe de rotation de la surface de réception. Les fils ou les câblés de la bandelette ont donc tous la même position transversale par rapport à la surface de réception, la direction de chaque câblé correspondant à la direction de progression de la bandelette pour alimenter les moyens de déplacement transversal (20, 30) de la bandelette.

Ainsi en sortie du cabestan, vu en élévation, tout se passe comme s'il n'y avait qu'un câblé à onduler.

Le cabestan (11) est motorisé à l'aide d'un moteur (13), par l'intermédiaire d'une courroie de transmission (14) avec une vitesse circonférentielle que l'on notera VI . La maîtrise de la vitesse VI, en synchronisme avec la vitesse circonférentielle V2 de la surface de réception (2), permet de déterminer la quantité de bandelette délivrée sur la surface rotative (2) par tour de celle-ci.

Les moyens de déplacement (20, 30) sont représentés plus particulièrement sur les figures 2 et 3 et comprennent une tête de guidage (20) coopérant avec les moyens (30) portés dans le corps (5).

La tête de guidage (20) comprend une bielle (21), perpendiculaire à l'axe XX' de rotation du cabestan (11), qui porte sur sa face (210) orientée vers l'extérieur de l'appareil d'application (1), deux galets de guidage (22 et 23) d'axes perpendiculaires à ladite bielle

(21) et montés libres en rotation par rapport à cette dernière. La bandelette étant orientée parallèlement aux axes des galets, la présence de deux paires de galets tels que représentés sur la figure 3, est avantageuse pour améliorer le guidage de la bandelette.

Afin de faciliter le guidage de la bandelette de renforcement et de l'accompagner dans son déplacement transversal, on peut envisager que les galets de guidage de chaque ^' paire (22 et 23) soient décalés dans sens de progression de la bandelette tout en étant tangents à la droite ayant la direction de progression de la bandelette et passant par le centre de la bielle (21). On peut également disposer les deux galets sans décalage entre eux tels qu'ils sont représentés sur les figures 2, 3 et 4.

Des arbres (24 et 25) d'axes parallèles entre eux sont montés à rotation libre dans les extrémités (211 et 212) de la bielle (21) par l'intermédiaire de roulements à billes (26), les axes des arbres (24 et 25) étant perpendiculaires à ladite bielle (21).

Ces arbres (24 et 25) portent, en sortie de la bielle (21) située vers la face intérieure de la bielle (21) par rapport à l'appareil d'application, respectivement une chape (241, 251).

Les moyens de déplacement (30) comprennent deux arbres (31 et 32) parallèles entre eux et perpendiculaires à la direction de progression de la bandelette, tournant dans des roulements à billes (33) portés par le corps (5) et motorisé à l'aide d'un moteur commun (non représenté) relié respectivement à une poulie d'entraînement (36, 37) pour chaque arbre par une même courroie de transmission (35).

Les arbres (31 et 32) se prolongent en sortie du corps (5) disposés vers la tête de guidage (20) par respectivement une chape (311, 321), ces chapes étant reliées respectivement aux chapes (241 et 251) par des biellettes (27 et 28) parallèles entre elles, assurant la transmission de la motorisation aux arbres (24 et 25).

On désignera par Ω3 la vitesse de rotation des arbres (31, 32, 24 et 25).

La rotation des arbres (31 et 32) permet, avec le passage de la bandelette, de réaliser l'alternance de positionnement des biellettes (27 et 28). En effet, le pivotement des biellettes (27 et 28) autour de leur axe fixé sur les chapes (311 et 321) commande le décentrage de la bielle (21) par rapport aux arbres (31 et 32). Ainsi le centre de la bielle (21) décrit au cours de cette rotation, en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe de rotation des arbres (31 et 32) un cercle.

Par ailleurs, le corps (5) porte sur sa face parallèle à la bielle (21), un électro-aimant (38) qui exerce une force de rappel sur la bielle (21).

Les moyens de pose (40) de la bandelette sur la surface de réception (2) comprennent un galet de pose (41) tournant librement autour de son axe de rotation Y, dont la surface de révolution extérieure (410) est située contre la surface de réception (2) de sorte que la bandelette passe entre ladite surface de révolution et la surface de réception. Ce galet de pose (41) est situé à proximité des deux paires de galets de guidage (22 et 23) de sorte à accueillir la bandelette provenant de ces galets et de lui faire subir une rotation à 90° de sorte à ce que le plan de la nappe de fil constituant la bandelette soit orienté parallèlement à la surface de réception donc tangent à cette dernière.

Un bras (42) porte le galet de pose (41) à l'une de ses extrémités (420), l'autre extrémité (421) du bras étant fixé par l'intermédiaire d'un support (43) au corps (5), ledit support étant monté pivotant sur une articulation élastique (45) sur le corps (5) pour garantir la force d'applique de la bandelette sur la surface rotative (2).

On donnera dans ce qui suit succinctement quelques indications sur le fonctionnement de l'appareil d'application.

Notons que la vitesse V2 de rotation de la surface de réception (2) étant déterminée, le réglage de la vitesse VI de délivrance de la bandelette permet de fixer la quantité de bandelette délivrée par tour de la surface (2).

En l'absence de bandelette, les arbres (31 et 32) étant en rotation, l' électro-aimant (38) maintient en position relevée la bielle (21) avec une position angulaire maximum des biellettes (27 et 28) par rapport aux chapes (311 et 321), et le centre de la bielle (21) décrira alors en projection sur un plan parallèle à la bielle (21); un cercle. Le diamètre de ce cercle correspondant à l'amplitude maximum possible de l'ondulation En présence d'une bandelette, un équilibre s'établit entre la force exercée par les rouleaux (22 et 23) sous l'action de l' électroaimant et qui aura pour effet de décentrer la bielle (21) et la force de rappel exercée par la bandelette qui va se tendre sous l'effet d'un déplacement transversal par rapport à la direction de progression.

Pour une vitesse V1=V2, l'action de la bielle (21) n'exerce aucun déplacement transversal de la bandelette, de sorte que les câblés sont posés de façon rectiligne.

Lorsque la vitesse NI de délivrance de la bandelette est supérieure à la vitesse V2 de la surface rotative, l' électroaimant va agir sur la bielle (21) par l'intermédiaire des biellettes (27 et 28) en exerçant une poussée transversale sur la bandelette jusqu'à ce qu'un équilibre se crée avec la force de rappel exercée par la bandelette ainsi mise en tension, la rotation des arbres (31 et 32) amenant l'alternance de position des biellettes (27, 28).

On remarquera que pour VI supérieure à V2, la vitesse Ω3 de rotation des arbres (31 et 32) permet de déterminer l'alternance des biellettes (27 et 28) par tour de la surface de réception (2) et donc la période des ondulations réalisées par les câblés sur ladite surface, L'amplitude de ces ondulations est directement obtenue par la quantité de bandelette délivrée par tour de la surface de réception (2) puisque c'est cette quantité qui, en «poussant» la bielle (21), détermine l'angle d'inclinaison des biellettes (27 et 28).

On comprendra également qu'il est important de tenir compte de la nature du câblé. En effet, plus le câblé est raide moins l'action de l' électroaimant est déterminante. On ajustera donc la force exercée par ce dernier selon qu'il s'agit d'un câblé métallique ou d'un câblé textile.

De même, pour modifier aisément l'amplitude des ondulations des câblés et donc de la bandelette sur la surface de réception (2), afin comme on l'a vue au début du texte d'avoir des amplitudes différentes en continu selon la position radiale des câblés, il suffit de modifier la quantité de bandelette délivrée par tour de la surface (2) et donc la vitesse VI. L'amplitude des ondulations s'ajuste d'elle-même comme on l'a vu précédemment. Le système est donc très simple à.adapter aux modifications des ondulations souhaitées.