<Desc/Clms Page number 1>
"Dispositif de confection de pneus"
Cette invention se rapporte à la fabrication d'un pneu et plus particulièrement à un dispositif de confection de pneus qui comporte un mécanisme d'actionnement amélioré pour déplacer radialement une pluralité de segments de tambour entre une position de confection, en expansion, dans laquelle le tambour est adapté pour recevoir une toile caoutchoutée et une partie de bande de roulement du pneu, afin d'y confectionner avant le processus de vulcanisation, et une position de retrait affaissée dans laquelle le tambour est retiré du pneu ainsi confectionné.
Dans la fabrication d'un pneu automobile, comme de pneus radiaux, il est de pratique courante de faire usage d'un dispositif de confection de pneus d'un type à tambour, comme un qui a un tambour segmenté, pour la confection d'une ceinture d'acier. Ces dispositifs de confection de pneus peuvent être actionnés pneumatiquement ou hydrauliquement entre une position de confection en expansion, dans laquelle une toile caoutchoutée, une bande de roulement, etc., sont confectionnées sur le tambour segmenté, et une position de retrait affaissée dans laquelle le tambour segmenté a un diamètre réduit pour permettre son retrait du pneu confectionné. Les dispositifs de confection de pneus ont usuellement la possibilité de modifier le diamètre du tambour segmenté de façon à s'adapter à différentes dimensions de pneus.
Certains dispositifs ont une ligne d'air unique au travers de laquelle de l'air est introduit dans, et retirer de, leur actionneur pneumatique et certains ont
<Desc/Clms Page number 2>
un système à double ligne dans lequel deux lignes séparées sont prévues pour la mise en pression et le retrait de la pression de l'actionneur pneumatique.
Un dispositif typique de confection de pneus, de l'état antérieur de la technique, et qui comporte un orifice unique est montré à la figure 1. Il comporte un arbre central 10, un manchon 12 monté sur l'arbre, une pluralité de segments de tambour 14 qui peuvent être déplacés radialement entre une position de confection en expansion et une position de retrait affaissée, une paire de guides de tambour 16 annulaires opposés, des ressorts de rappel 18 pour rappeler les segments de tambour vers leur position de retrait, et une vessie annulaire 20 agencée pour déplacer les segments de tambour 14 jusqu'à leur position de confection. La partie supérieure de la figure 1 représente un segment de tambour 14 maintenu dans sa position de confection en expansion par la vessie 20 gonflée.
La partie inférieure de la figure montre le segment de tambour 14', diamétralement opposé au segment 14, qui a été déplacé dans sa position de retrait affaissée parce que la vessie dégonflée permet au ressort de rappel 18 de déplacer radialement vers l'intérieur le segment de tambour 14'. Lorsqu'il est souhaité de déplacer le segment de tambour radialement vers l'extérieur, jusqu'à la position de confection, la vessie 20 est gonflée, jusqu'à l'état illustré, en introduisant de l'air dans la vessie au travers d'un passage à air 22. Inversement, permettre à l'air de s'échapper de la vessie provoquera l'affaissement du tambour en raison de l'action des ressorts de rappel.
Bien que des dispositifs à vessie appropriés sont commercialement disponibles pour pourvoir au fonctionnement souhaité de modifier le diamètre du tambour, il y a certaines limitations propres à des
<Desc/Clms Page number 3>
appareils de type vessie, ainsi qu'il est spécifié cidessous : (1) Il est extrêmement difficile de déplacer uniformément radialement selon des incréments égaux tous les segments de tambour à cause de variations d'épaisseur de la matière de la vessie, à cause d'une résistance de chaque segment au déplacement et à cause de déséquilibres des forces des ressorts de rappel.
(2) La vessie est exposée à un mouvement ou une déformation sous l'influence d'autres forces que celles de la pression interne de la vessie, par exemple des pressions de roulette d'appui, rendant ainsi plutôt difficile de produire d'une manière stable des pneus de haute qualité.
(3) A cause d'une quantité relativement grande d'air nécessaire pour gonfler la vessie, cela prend un temps considérable pour déplacer radialement le tambour segmenté entre la position de confection en expansion et celle de retrait affaissée, et cela affecte défavorablement ainsi la productivité d'une opération d'une fabrication de pneus.
(4) Plusieurs éléments comme la vessie, des ressorts de rappel, etc., sont consommables et doivent être remplacés à des intervalles périodiques ou lorsqu'ils sont en panne. Puisque la vessie est entourée par le tambour segmenté, un démontage pénible et gaspillant du temps du dispositif à tambour est nécessaire si un remplacement de la vessie est nécessaire.
En conséquence, un objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif de confection de pneus qui con-tourne ou minimise les problèmes notés jusqu'ici.
Un autre objet de l'invention, au moins dans sa forme préférée, consiste à fournir un dispositif de confection de pneus amélioré comprenant un mécanisme d'actionnement pneumatique nouveau en vue de permettre
<Desc/Clms Page number 4>
un mouvement radial uniforme et précis de chaque segment de tambour afin de procurer une surface de tambour complètement ronde pour la confection d'un pneu.
Un autre objet de l'invention, au moins dans sa forme préférée, consiste à fournir un dispositif amélioré de confection de pneus qui utilise un piston fixe et un cylindre mobile et dans lequel un mouvement axial du cylindre est transformé au moyen de liaisons mécaniques en un mouvement radial du tambour segmenté.
Encore un autre objet de l'invention, au moins dans sa forme préférée, consiste à fournir un dispositif amélioré de confection de pneus, d'un genre à tambour segmenté, qui a la possibilité de modifier le diamètre du tambour lorsqu'il est dans sa position de confection en expansion.
Suivant la présente invention, on prévoit un dispositif de confection de pneus qui comprend : des moyens à arbre, des moyens à piston prévus de façon fixe sur les moyens à arbre, des moyens à cylindre qui peuvent être déplacés en va-et-vient sur les moyens à pistons le long des moyens à arbres, les moyens à cylindres ayant une paroi d'extrémité en contact d'étanchéité et de coulissement avec la surface circonférentielle des moyens à arbre afin de déterminer une chambre primaire gonflable sur un côté des moyens à piston au voisinage de la paroi d'extrémité, les moyens à cylindre déterminant aussi une chambre secondaire dégonflable du côté opposé des moyens à piston, des moyens déterminant une chambre d'accumulation de pression et est en communication par fluide avec la chambre secondaire, une source de fluide de commande sous pression,
des moyens pour coupler sélectivement le fluide de commande de la source à la chambre primaire afin de déplacer les moyens à cylindre dans un premier sens pour gonfler la chambre primaire en dégonflant la chambre secondaire afin de provoquer par cela une mise sous pression de la chambre
<Desc/Clms Page number 5>
secondaire et en conséquence de la chambre d'accumulation de pression, les moyens à cylindre étant déplacés dans un second sens opposé au premier sens en raison d'un état sous pression de la chambre d'accumulation de pression et de la chambre secondaire lorsque le fluide de commande est découplé de la chambre primaire, des moyens à tambour segmenté comprenant une pluralité de segments arqués, les segments arqués pouvant être déplacés radialement entre une position de confection en expansion,
dans laquelle les moyens à tambour segmenté ont un premier diamètre pour recevoir un élément annulaire d'une matière de pneu afin d'y confectionner et une position de retrait affaissée dans laquelle le tambour segmenté a un second diamètre inférieur au premier diamètre afin de permettre à la matière de pneu d'en être retirée, et des moyens fournissant une liaison active entre les moyens à tambour segmenté et les moyens à cylindre afin de déplacer les moyens à tambour segmenté de la position de retrait affaissée à la position de confection en expansion, en réponse au mouvement des moyens à cylindre dans le premier sens, et aussi afin de déplacer les moyens à tambour segmenté de la position de confection en expansion jusqu'à la position de retrait affaissée, en réponse au mouvement des moyens à cylindre dans le second sens.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le dispositif suivant l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de confection de pneus de l'état antérieur de la technique et qui comprend un dispositif à vessie annulaire pour déplacer radialement une pluralité de segments de tambour.
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de confection de pneus suivant l'invention.
La figure 3 est une coupe longitudinale du dispositif de confection de pneus de la figure 2 et qui montre le tambour segmenté dans une position de retrait affaissée dans laquelle le tambour a le diamètre le plus petit, permettant ainsi son retrait du pneu confectionné.
La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 mais qui montre le tambour segmenté dans une position de confection en expansion dans laquelle le tambour reçoit sur sa surface circonférentielle une toile caoutchoutée et une partie de bande de roulement d'un pneu en vue de la confection des deux parties.
Les figures 5,6 et 7 sont des vues schématiques et fragmentaires qui montrent la manière selon laquelle le mécanisme d'actionnement pneumatique est actionné pour provoquer le mouvement axial du cylindre.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Si l'on se reporte maintenant aux dessins et en particulier à la figure 2, il est montré une vue en perspective d'un dispositif de confection de pneus 30 qui est construit suivant l'invention. Le dispositif de confection de pneus 30 comporte un tambour segmenté comprenant une pluralité de segments de tambour 32. Chaque segment de tambour 32 est arqué dans la section transversale et est adapté pour être déplacé radialement entre une position de confection en expansion, dans laquelle le tambour a un diamètre prédéterminé pour la confection d'une toile caoutchoutée et d'une partie de bande de roulement (non représentées) d'un pneu, et une position de retrait affaissée dans laquelle le tambour segmenté a un diamètre suffisamment petit pour permettre son retrait du pneu confectionné.
<Desc/Clms Page number 7>
La figure 3 montre en détail la structure interne du dispositif de confection de pneus 30. Il comporte un arbre généralement cylindrique 34 qui s'étend au-delà de l'extension latérale du tambour segmenté 32. L'arbre 34 a, réalisé en lui, un passage à fluide ou à air 36 qui est adapté pour coupler une source de fluide de commande sous pression, comme un compresseur, au dispositif de confection de pneus 30.
L'arbre 34 a une partie antérieure 34a à diamètre réduit et une partie 34b de diamètre supérieur à celui de la partie antérieure et un épaulement 38 est formé entre ces parties dans le but à décrire ultérieurement. Le passage à fluide 36 à une entrée (non montrée) couplée à la source de fluide et une sortie 40 réalisée dans la surface circonférentielle de la partie à diamètre réduit 34a. Un manchon 42 est monté sur la partie antérieure 34a de l'arbre et comporte un flasque 44 qui est à butée avec l'épaulement 38 de l'arbre dès que le manchon est monté en place sur l'arbre. Le manchon 42 comporte aussi un premier passage axial pour fluide 45 qui y est réalisé et qui a une entrée réalisée en alignement avec la sortie 40 du passage à fluide 36 de l'arbre 34.
Le passage à fluide 45 aussi a une sortie 48 qui s'ouvre dans la surface circonférentielle externe du manchon 42, sensiblement à l'intérieur de l'entrée de celui-ci.
Maintenant la structure et le fonctionnement d'un mécanisme d'actionnement pneumatique suivant l'invention et destiné à provoquer un mouvement radial du tambour segmenté 32 sera décrit. Le mécanisme d'actionnement pneumatique comporte un élément de piston annulaire 50 monté de façon fixe sur le manchon 42, au voisinage de la sortie de passage à fluide 48. L'élément de piston 50 a une garniture de piston montée dans sa rainure circonférentielle externe afin de fournir l'étanchéité nécessaire. L'élément de piston 50 forme une paroi ou plaque d'extrémité d'un réservoir d'accumu-
<Desc/Clms Page number 8>
lation de pression 52 qui est déterminé par sa paroi cylindrique 46, par une autre paroi d'extrémité 54 et par la surface circonférentielle du manchon 42.
Les deux parois d'extrémité du réservoir d'accumulation de pression 52 sont fixées au manchon 42, de préférence par soudage pour procurer un réservoir étanche au gaz.
Le dispositif de confection de pneus 30 comporte aussi un cylindre 60 qui peut être déplacé en va-et-vient le long de l'axe de l'arbre 34. Le cylindre 60 a une plaque d'extrémité annulaire 62 qui est maintenue en contact d'étanchéité et de coulissement avec la surface circonférentielle du manchon 42, entre la sortie 48 du passage à fluide 46 et le flasque 44. Une chambre primaire gonflable 64 est déterminée entre l'élément de piston 50 et le cylindre 60 et cette chambre est en communication avec le passage annulaire 46 du manchon 42. Le cylindre 60 a aussi une autre plaque d'extrémité annulaire 66 en contact d'étanchéité et de coulissement avec la surface cylindrique externe du réservoir d'accumulation de pression 52 afin de déterminer par cela une chambre secondaire dégonflable 68 entre le cylindre et le réservoir.
La plaque d'extrémité annulaire 66 est réalisée séparément du reste du cylindre et y est montée de façon démontable pour la facilité du montage et du démontage de l'actionneur pneumatique. Comme on le voit, la plaque d'extrémité 66 est montée de façon démontable sur le cylindre par des moyens appropriés après que le cylindre a été monté, dans une position assemblée, sur l'élément de piston 50. La surface circonférentielle externe de l'élément de piston annulaire 50 est en contact d'étanchéité et de coulissement avec la surface interne du cylindre 60.
Le réservoir d'accumulation de pression 52 a une ouverture 70 qui est réalisée dans sa surface cylindrique et qui procure une communication pour fluide entre le réservoir 52 et la chambre secondaire dégonfla-
<Desc/Clms Page number 9>
ble 68. Une soupape de retenue 72 est prévue dans l'élément de piston 50 pour permettre au fluide de commande de ne s'écouler que dans un sens, c'est-à-dire depuis la chambre primaire 64 vers la chambre secondaire 68. Afin d'éviter une accumulation de pression excessive dans le réservoir 52, celui-ci est couplé par un second passage axial 76 à une soupape 74 prévue dans le flasque 44 du manchon 42.
Le dispositif de confection de pneus 30 comporte aussi une paire de guides de tambour annulaires 80 opposés et montés de façon fixe sur le manchon 42.
Chaque guide 80 a une pluralité de rainures 82 qui s'étendent radialement, qui sont formées dans sa surface interne et qui sont agencées pour supporter les segments de tambour 32 en vue d'un mouvement de va-et-vient dans ces guides.
Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le cylindre a une pluralité de supports 84 qui sont espacés de façon équidistante sur sa surface cylindrique externe. Les supports 84 sont raccordés de façon commandée aux âmes 86 des segments de tambour 32 par un mécanisme de liaison appropriée, comme par exemple une paire d'éléments de liaison 88 axialement espacés. D'autres types de moyens de transmission de force, comme par exemple un agencement à cône effilé peuvent être utilisés pour transformer le mouvement axial du cylindre en le mouvement radial des segments de tambour.
Une pluralité, de préférence quatre, tiges 90 déterminant le diamètre du tambour sont prévues et elles s'étendent au travers d'ouvertures 92 dans le guide de tambour 80 pour une fixation par filet à la plaque d'extrémité de cylindre 66. Chaque tige 90 a un écrou 94 qui y est vissé et porte aussi une plaque de renforcement 96 généralement rectangulaire, une pour deux tiges comme on le voit le mieux à la figure 2.
<Desc/Clms Page number 10>
Chaque tige 90 porte aussi une rondelle 98 d'une longueur axiale prédéterminée qui correspond au diamètre du tambour segmenté lorsque chaque segment de tambour 32 est déplacé dans sa position de confection en expansion par le mouvement vers la droite du cylindre 60, comme on peut le voir à la figure 3.
Des rondelles de différentes longueurs axiales peuvent être prévues pour être adaptées à différentes dimensions de pneus.
La figure 4 montre le dispositif de confection de pneus 30 dans une position de confection en expansion, avec une combinaison d'une toile caoutchoutée 100 et d'une bande de roulement 102 montées sur le tambour segmenté 32 à des fins de confection. Comme cela est bien connu par ceux qui sont versés dans le métier, dès que cette combinaison de toile caoutchoutée et de bande de roulement est confectionnée, le dispositif de confection de pneus est actionné pour s'affaisser, c'est-à-dire pour réduire graduellement le diamètre du tambour segmenté 32 afin de séparer le tambour de la combinaison confectionnée tout en maintenant au moyen d'un patin aspirant (non représenté) la combinaison dans sa forme confectionnée.
Ensuite, une carcasse (non montrée) est montée sur la combinaison confectionnée de toile caoutchoutée et de bande de roulement en vue du processus subséquent de vulcanisation.
Comme cela peut être le mieux vu à la figure 4, lorsque le segment de tambour 32 a atteint sa position de confection en expansion, la rondelle 98 est en butée sur la surface externe de la plaque d'extrémité de guidage de tambour 66, empêchant ainsi davantage de déplacement vers la droite du cylindre 60.
Pendant le fonctionnement du dispositif, l'opérateur monte d'abord sur la tige 90 une rondelle 98 qui a une longueur prédéterminée correspondant à la dimension d'un pneu à fabriquer. Ensuite, l'orifice d'entrée du passage à air 36 dans l'arbre 34 est couplé
<Desc/Clms Page number 11>
au compresseur afin de recevoir de l'air sous pression, par exemple 5 kgjcm2, afin d'activer par cela le mécanisme d'actionnement pneumatique en vue de transformer le mouvement axial du cylindre 60 en mouvement radial des segments de tambour 32. Le fonctionnement du mécanisme d'actionnement pneumatique sera décrit ci-dessous avec plus de détails en faisant référence aux figures 5 à 7.
La figure 5 montre le mécanisme d'actionnement pneumatique dans l'état dans lequel le cylindre 50 a juste démarré son mouvement dans un sens vers la droite comme on le voit sur la figure. Lorsque l'air sous pression est en cours d'alimentation, en provenance du compresseur jusqu'à la chambre primaire gonflable 64, il s'écoule de la chambre, au travers de la soupape de retenue 72, dans la chambre secondaire dégonflable 68.
Une partie de l'air qui s'écoule dans la chambre secondaire 68 s'écoule dans le réservoir d'accumulation de pression 52 par la voie de l'ouverture 70.
Il est à noter qu'il y a une différence entre l'aire de la surface interne d'une paroi d'extrémité annulaire 66 du cylindre 60 et celle de la surface interne de l'autre paroi d'extrémité annulaire 62 du même cylindre. C'est cette différence des aires de la surface interne des deux parois d'extrémité annulaires qui provoque un mouvement vers la droite du cylindre 60 comme cela est vu à la figure 5. En d'autres mots, la force résultante agissant sur le cylindre 60, c'est-àdire la somme vectorielle des forces agissant sur les deux parois d'extrémité annulaires du cylindre en raison de la pression dans les chambres primaire et secondaire, provoque le déplacement du cylindre dans le sens vers la droite.
Lorsque la pression dans les chambres primaire et secondaire a atteint une certaine valeur, la force résultante agissant sur le cylindre 60 dépasse la somme des résistances de frottement entre les deux parois
<Desc/Clms Page number 12>
d'extrémité du cylindre et le manchon 42 et respectivement le réservoir d'accumulation de pression 52, en provoquant ainsi pour le cylindre le démarrage de son mouvement.
La figure 6 montre le mécanisme d'actionnement pneumatique dans un état semblable de celui de la figure 4. Comme décrit ci-dessus, le mouvement du cylindre 60 vers la droite est arrêté lorsque la rondelle 98 de la tige 90 vient en butée contre la surface externe du guide annulaire de tambour 80. Dans cet état, la pression de la chambre primaire 64 est sensiblement la même que celle de la chambre secondaire 68 et, en conséquence, que dans le réservoir d'accumulation de pression 52. Si la pression du réservoir d'accumulation de pression 52 a dépassé une valeur maximum permise, la soupape 74 s'ouvre automatiquement de manière à éviter une mise sous pression excessive du réservoir 52 et de la chambre secondaire 68.
Lorsque le processus de confection est achevé, le dispositif de confection de pneus est actionné pour revenir à l'état tel que montré à la figure 3. Pour réaliser ceci, la pression dans la chambre primaire 64 peut être réduite jusqu'à pression atmosphérique en découplant le compresseur de l'orifice d'entrée du passage d'air 36. Ceci provoque un mouvement du cylindre 60 vers la gauche, vers la position montrée à la figure 7, en raison de la force agissant sur la surface interne de la paroi d'extrémité annulaire 66 du cylindre.
Il est à noter que l'air sous pression ne peut pas s'écouler de la chambre secondaire 68 et du réservoir d'accumulation de pression 52 dans la chambre primaire 64 en raison de la disposition de la soupape de retenue 72, en maintenant par cela la pression de la chambre secondaire 68 et du réservoir 52 relativement plus élevée que celle de la chambre primaire 64. Un tel mouvement du cylindre 60 vers la gauche provoque un
<Desc/Clms Page number 13>
écoulement d'une partie de l'air sous pression du réservoir 52 dans la chambre secondaire 68 au travers de l'ouverture 70.
On appréciera que suivant cette forme de réalisation de l'invention, il a été donné un dispositif amélioré de confection de pneus du type à tambour segmenté et comportant un système d'actionnement pneumatique nouveau. Récapitulons pour l'invention les particularités importantes et les avantages qui en découlent : (a) Une simple mise sous pression de la chambre primaire 64 provoque un mouvement axial du cylindre 60 et ce mouvement est transformé en un mouvement radial, vers l'extérieur, des segments de tambour 32 jusqu'à la position de confection en expansion. Aussi une simple mise hors de pression de la chambre primaire permet au cylindre de s'écarter de la position de confection en raison de l'état sous pression de la chambre secondaire couplée au réservoir d'accumulation de pression.
En conséquence, il n'est pas nécessaire d'utiliser une vessie, des ressorts de rappel et d'autres éléments qui peuvent introduire des incertitudes dans le fonctionnement du dispositif à tambour.
(b) L'utilisation d'éléments de liaison mécanique 88 pour transmettre le mouvement axial du cylindre au tambour segmenté en vue d'un mouvement radial supprime aussi des incertitudes dans le fonctionnement du dispositif à tambour et cela aboutit à une surface de tambour complètement ronde qui est disponible lorsqu'il est dans la position de confection en expansion. A la différence des dispositifs de type à vessie, le tambour segmenté de la présente invention n'est pas sujet à une déformation en raison des forces externes qui peuvent y être appliquées. En conséquence, des pneus terminés sont libres d'une déformation dissymétrique et cela assure la qualité élevée des produits terminés.
<Desc/Clms Page number 14>
(c) L'utilisation de l'air sous pression pour déplacer le cylindre qui est couplé mécaniquement au tambour segmenté par l'intermédiaire d'éléments de liaison appropriés permet un mouvement très rapide du tambour segmenté et cela conduit ainsi à une productivité accrue de l'opération de fabrication de pneus.
(d) Le dispositif de confection de pneus de la présente invention comporte relativement peu d'éléments consommables, comme par exemple des vessies, des ressorts de rappel, etc., et cela signifie une minimisation de la difficulté d'éléments de remplacement et une prolongation de fonctionnement continu.
(e) A cause de l'emploi d'une ligne d'air unique pour l'application et la suppression d'air sous pression dans le mécanisme d'actionnement pneumatique, il est relativement facile de coupler le mécanisme à des systèmes périphériques, comme à un compresseur. Pour certains dispositifs de type à vessie avec une ligne d'air unique, il est facile d'ajouter les améliorations aux dispositifs de façon à incorporer dans les dispositifs le nouveau mécanisme d'actionnement pneumatique.
(f) Avec la disposition de rondelles de différentes longueurs axiales, il est possible d'adapter d'une manière efficiente et efficace le dispositif de confection de pneus à différentes dimensions de pneus.
(g) La disposition de la soupape 74 couplée au réservoir d'accumulation de pression empêche efficacement une accumulation excessive de pression dans la chambre secondaire et dans le réservoir parce que la soupape s'ouvre automatiquement lorsque la pression du réservoir devient excessivement élevée.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre de la présente invention.