FR3065666A1

FR3065666A1 - Dispositif et procede de revetement d'un feuillard

Info

Publication number: FR3065666A1
Application number: FR1753692A
Authority: FR
Inventors: Philippe Macherel
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-02
Also published as: WO2018197781A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (10) et un procédé pour revêtir les surfaces d'un feuillard (100) en mouvement à vitesse constante.

Description

Titulaire(s) : COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Société en commandite par actions.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : MANUF FSE PNEUMATIQUES MICHELIN Société en commandite par actions.

DISPOSITIF ET PROCEDE DE REVETEMENT D'UN FEUILLARD.

_ L'invention concerne un dispositif (10) et un procédé pour revêtir les surfaces d'un feuillard (100) en mouvement à vitesse constante.

FR 3 065 666 - A1

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE REVÊTEMENT D’UN FEUILLARD

L’invention concerne de manière générale un dispositif et un procédé permettant la dépose uniforme d’une solution de polymère liquide sur toutes les faces d’un feuillard de section rectangulaire. Plus particulièrement, l’invention concerne l’obtention d’un revêtement complet du feuillard, y compris sur ses bords.

Dans la fabrication de pneumatiques, on exige que le pneumatique ait diverses performances (par exemple, une résistance au roulement réduite, une meilleure résistance à l’usure, une adhérence comparable dans des conditions humides et sèches, un kilométrage estimé, etc.). Les pneumatiques sont donc composés de différents types de mélanges de caoutchouc avec des renforcements de fils ou de feuillards qui sont intégrés dans le matériau de caoutchouc. Bien que de multiples types de mélanges de caoutchouc soient envisagés dans les processus de production de pneumatiques, il existe un choix optimisé entre des fils et des feuillards connus.

L’adhésion entre des éléments de renforcement et le caoutchouc est connue, par exemple en appliquant sur les surfaces des tels éléments une solution liquide de polymère. Les feuillards comprennent des sections rectangulaires avec des faces qui doivent être complètement et uniformément recouvertes par la solution de polymère. On cherche donc une solution pour revêtir les feuillards, y compris les bords, de façon complète et répétable.

L’invention concerne un dispositif pour revêtir les surfaces d’un feuillard en mouvement à vitesse constante. Le dispositif comprend un boîtier dans lequel le feuillard est entraîné et qui comporte un couvercle et des parois latérales qui définissent ensemble un volume intérieur du boîtier. Deux roulettes rotatives sont disposées dans le boîtier. Les roulettes rotatives comprennent une roulette première et une roulette complémentaire présentant des rayons identiques. Les deux roulettes sont placées horizontalement de part et d’autre du feuillard et en contact tangentiel avec le feuillard par l’intermédiaire de périphéries circonférentielles. Les périphéries circonférentielles des deux roulettes possèdent des rainures dont les dimensions et les positions sont identiques sur les deux roulettes. Les rainures se remplissent de liquide qui se dépose sur les surfaces du feuillard. Le feuillard passe entre les deux roulettes de telle sorte qu’une force de contact prédéterminée entre les roulettes et le feuillard permet au feuillard, lorsqu’il est entraîné linéairement, de mettre en rotation les roulettes, celles-ci entraînent une quantité de liquide qui est maintenue dans un réservoir dans le fond du boîtier, et celles-ci la ramènent au niveau d’un point de contact tangentiel entre chaque roulette et le feuillard. Le feuillard passe en même temps par un espace dans lequel la périphérie circonférentielle de la roulette complémentaire s’insère et tourne pendant le processus de revêtement du feuillard.

La roulette première comprend des surfaces extérieures et une rainure rectangulaire sur une périphérie circonférentielle qui crée des surfaces intérieures et une périphérie circonférentielle intérieure avec un rayon prédéterminé. Les surfaces intérieures et la périphérie circonférentielle intérieure de la roulette première forment entre elles un espace. La roulette complémentaire comprend des surfaces extérieures et une périphérie circonférentielle avec un rayon qui est égal au rayon prédéterminé de la périphérie circonférentielle intérieure de la roulette première. La roulette complémentaire s’insère dans l’espace de la roulette première et le feuillard passe entre les périphéries circonférentielles respectives de chaque roulette.

Dans certains modes de réalisation, il y a trois rainures qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle intérieure de la première roulette, et chaque rainure a une largeur prédéterminée. Il y a aussi trois rainures qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle de la roulette complémentaire, et chaque rainure a une largeur prédéterminée.

Le réservoir a un volume prédéterminé pour stocker le liquide au niveau minimum pendant le fonctionnement du dispositif.

Chaque roulette comporte un arbre respectif qui soutient le mouvement rotatif en tournant autour d’un axe de rotation défini. Dans certains modes de réalisation, le boîtier comprend des guides qui sont intégrés dans l’intérieur du boîtier, et chaque roulette tourne autour de son axe de rotation par rapport à un guide respectif qui soutient chaque roulette dans l’intérieur du boîtier. Dans certains modes de réalisation, chaque guide est incliné par un angle prédéterminé par rapport à une paroi respective.

Les roulettes sont disposées de telle manière que les axes de rotation sont parallèles l’un par rapport à l’autre et perpendiculaires par rapport à la direction de défilement du feuillard.

Un surplus de liquide est entraîné vers le réservoir par la rotation des roulettes et par l’effet de la gravité.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif comprend en outre au moins un kit ayant plusieurs ensembles de roulettes premières et roulettes complémentaires.

L’invention concerne également un procédé pour le revêtement d’un feuillard en mouvement à vitesse constante au moyen du dispositif comme décrit.

D’autres aspects de la présente invention vont devenir évidents grâce à la description détaillée suivante.

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 perspective d’un mode de réalisation du dispositif de dépose de liquide pour le revêtement d’un feuillard.

La figure 2 représente une vue partielle de dessus des roulettes qui sont utilisées dans le dispositif de la figure 1.

La figure 3 représente une vue élargie de la partie I de la figure 2.

La figure 4 représente une vue partielle en perspective des roulettes de la figure 2 et un feuillard entre les deux.

En se référant maintenant aux figures 1 à 4 sur lesquelles les mêmes numéros identifient des éléments identiques, un feuillard 100 se déplace par rapport à un dispositif de dépose 10. Le feuillard 100 comporte des surfaces y compris des faces planaires opposées 100a et des bords opposés 100b qui définissent ensemble une épaisseur prédéterminée du feuillard (voir la figure 3).

Le dispositif 10 permet la dépose homogène et continue d’une couche de liquide sur un feuillard en mouvement linéaire à vitesse constante donnée.

Tel qu’utilisé ici, le terme « liquide » s’applique sans limitations à toutes les substances liquides, qu’elles soient pures, sous la forme d’une solution, ou autre. Dans le cas d’un liquide composé d’un polymère dissout dans un solvant (c.-à-d. une solution de polymère liquide), le mélange du polymère et du solvant doit être ajusté pour obtenir les conditions de dépôt (par exemple la viscosité) qui permettent un revêtement complet et de l’épaisseur souhaitée sur le feuillard.

Le dispositif de dépose 10 peut faire partie d’une série d’autres dispositifs permettant de réaliser en continu différentes opérations sur le feuillard en amont ou en aval du dispositif. Par exemple, on peut combiner le dispositif 10 avec un système d’entrainement (pas représentée) qui entraîne le feuillard 100 à une vitesse constante donnée. Dans certaines réalisations, le processus de revêtement permet la dépose à une vitesse d’avancement du feuillard de quelques mètres par minute jusqu’à lOOm/min. Le système d’entrainement peut être sélectionné parmi une variété d’appareils et de systèmes qui sont disponibles dans le commerce.

Le dispositif de dépose 10 comprend un boîtier 20 dans lequel le feuillard 100 est entraîné. Le boîtier 20 comprend un couvercle 20a et des parois latérales 20b qui définissent ensemble un volume intérieur du boîtier. Dans le fond du boîtier 20, une quantité d’une solution de polymère liquide est maintenue dans un réservoir 22. Le réservoir 22 comporte un volume prédéterminé pour stocker la solution de polymère liquide au niveau minimum. Les roulettes 30, 40 sont disposées dans le boîtier 20 pour que le trempage de chaque roulette dans la solution soit assuré.

Deux roulettes rotatives sont disposées dans le boîtier 20 qui comprennent une roulette première 30 et une roulette complémentaire 40. La roulette première 30 comprend des surfaces extérieures 30a et une rainure rectangulaire 30b sur une périphérie circonférentielle 30c qui crée des surfaces intérieures 30d et une périphérie circonférentielle intérieure 30e avec un rayon prédéterminé. Les surfaces intérieures 30d et la périphérie circonférentielle intérieure 30e de la roulette première 30 forment entre elles un espace 32 dans lequel la roulette complémentaire 40 tourne pendant le processus de revêtement du feuillard 100. Il y a trois rainures 34 qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle intérieure 30e, et chaque rainure 34 a une largeur prédéterminée 34a.

La roulette complémentaire 40 comprend des surfaces extérieures 40a et une périphérie circonférentielle 40b avec un rayon qui est égal au rayon prédéterminé de la périphérie circonférentielle intérieure 30e de la roulette première 30. Il y a trois rainures 44 qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle 40b, et chaque rainure 44 a une largeur prédéterminée 44a.

Trois rainures 34, 44 sont montrées, mais il est entendu que le nombre de rainures pourrait être changé si le nombre de rainures reste identique sur les deux roulettes.

Les dimensions et les positions des rainures 34, 44 sont identiques sur les deux roulettes 30, 40 pour créer des passages qui permettent le flux libre de la solution sur toutes les surfaces du feuillard 100 (voir la figure 3 qui représente la partie I de la figure 2). Pendant le processus de revêtement, les rainures 34, 44 se remplissent de la solution qui se dépose sur les surfaces du feuillard 100 qui passe entre les deux roulettes. La solution passe par l’espace 32a entre les rainures 34, pour recouvrir les faces 100a et les bords 100b du feuillard 100.

Chaque roulette 30, 40 comporte aussi un arbre respectif 33, 43 qui soutient le mouvement rotatif en tournant autour d’un axe de rotation défini. Chaque roulette 30, 40 tourne autour de son axe de rotation par rapport à un guide respectif 23 qui soutient chaque roulette 30, 40 dans l’intérieur du boîtier 20. Chaque guide 23 est intégré dans l’intérieur du boîtier 20 de façon à assurer le positionnement correct des roulettes 30, 40. En se référant à la figure 1, chaque guide 23 est incliné par un angle prédéterminé par rapport à une paroi respective 20b. Quand les roulettes 30, 40 sont introduites dans le boîtier 20, les arbres 33, 43 suivent les guides 23 jusqu’à ce que la roulette complémentaire 40 s’insère dans l’espace 32 de la roulette première 30. Les roulettes 30, 40 sont disposées de telle manière que les axes de rotation sont parallèles l’un par rapport à l’autre et perpendiculaires par rapport à la direction de défilement du feuillard 100.

Pendant le processus de revêtement du feuillard 100, le feuillard 100 est entraîné à une vitesse constante prédéterminée. Une force de contact prédéterminée par l’inclinaison des guides 23 est fournie entre les roulettes 30, 40 et le feuillard 100 qui permet au feuillard, lorsqu’il est entraîné linéairement (comme indiqué par la flèche A de la figure 1), de mettre en rotation les roulettes 30, 40 grâce à la force de frottement qui existe aux points de contact tangentiels entre le feuillard et les roulettes 30, 40 (voir la figure 2). Par frottement également, la rotation des roulettes 30, 40 (comme indiqué par les flèches B, B’ de la figure 1) entraîne une certaine quantité de solution de polymère et la ramène au niveau des points de contact entre les roulettes 30, 40 et le feuillard 100, qui passe entre les rainures 34, 44 par l’espace 32.

Le nombre de rainure 34, 44 et les propriétés de la solution (viscosité par exemple) sont prédéterminés pour assurer le revêtement complet du feuillard lors de son passage entre les roulettes 30, 40. La solution de polymère enrobe le feuillard 100, et le surplus de solution est entraîné vers le réservoir 22 par la rotation des roulettes 30, 40 et par l’effet de la gravité. Le surplus de solution retombe dans le réservoir 22 pour stockage.

Une épaisseur de revêtement uniforme est obtenue sur le feuillard 100 par les effets combinés de la tension superficielle et la viscosité de la solution de polymère d’une part, et l’énergie de surface du feuillard d’autre part. L’épaisseur de la couche de polymère mesurée sur le feuillard 100, à la fin du processus de déposition de la solution de polymère, dépend principalement de la viscosité de la solution de polymère et de la vitesse de défilement du feuillard 100. Il est préférable que l’épaisseur soit fine (par exemple, de 10pm à 30pm), mais l’épaisseur de la solution dépend de la recette de caoutchouc qui est choisie pour le pneumatique et l’architecture du pneumatique.

En entrée du boîtier 20, on trouve deux matériaux distincts : un feuillard d’une part et une solution de polymère d’autre part. En sortie du boîtier 20, on obtient un feuillard, y compris ses bords, revêtu d’une couche de polymère. Outre le fait qu’elle revêt totalement le feuillard, la couche de polymère présente un certain niveau d’adhésion à la surface du feuillard.

Pour soutenir un système modulaire, le dispositif de dépose 10 peut inclure dans au moins un kit plusieurs ensembles de roulettes premières 30 et roulettes complémentaires 40. Un ensemble d’une roulette primaire et une roulette complémentaire avec un rayon prédéterminé pourraient être échangés avec un ensemble différent dans lequel les roulettes ont un rayon différent. Les roulettes pourraient être échangées pour faciliter le revêtement des feuillards ayants des tailles différentes.

Pour assurer des performances uniformes et reproductibles lors de la déposition du liquide, les procédés pour enrober des feuillards peuvent suivre une séquence programmée. Un centre de commande central peut avoir été programmé avec des données établies pour une pluralité de solutions et une pluralité de tailles de feuillards. Les données peuvent comprendre au moins un débit de solution pour obtenir une épaisseur nécessaire. Une programmation d’une ou de plusieurs formes de profil du feuillard (100) peut avoir été faite dans au moins un contrôleur programmable en communication par signal avec un système d’entrainement de telle sorte qu’une épaisseur d’une couche déposée du liquide sur la surface du feuillard à la sortie du dispositif (10) peut être sélectionnée par rapport à une pluralité de formes de profil du feuillard (100).

Un ou plusieurs capteurs et/ou types de capteurs peuvent être éventuellement utilisés, y compris, mais sans limitation, les capteurs environnementaux (par exemple, pour détecter les conditions atmosphériques telles que la température, la pression et/ou l’humidité pendant le fonctionnement du dispositif) et des capteurs de vérification (par exemple, pour détecter une déviation par rapport à une valeur de consigne). De cette manière, l’invention permet une augmentation du nombre et de la variété de feuillards en fonction du pneumatique à fabriquer.

L’invention divulguée décrit un appareil qui effectue un processus continu permettant de revêtir des feuillards de grande longueur qui peuvent être utilisés dans des procédés industriels divers comme, par exemple, le procédé d’incorporation de feuillard dans le caoutchouc destiné à la production des pneumatiques.

Les termes « au moins un(e) » et « un(e) ou plusieurs » sont utilisés de 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 du dispositif 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 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.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (10) de revêtement pour revêtir les surfaces d’un feuillard (100) en mouvement à vitesse constante, dans lequel le dispositif comprend :

un boîtier (20) dans lequel le feuillard (100) est entraîné et qui comporte un couvercle (20a) et des parois latérales (20b) qui définissent ensemble un volume intérieur du boîtier ; et deux roulettes rotatives (30, 40) disposées dans le boîtier (20) qui comprennent une roulette première (30) et une roulette complémentaire (40) présentant des rayons identiques et qui sont placées horizontalement de part et d’autre du feuillard (100) et en contact tangentiel avec le feuillard (100) par l’intermédiaire de périphéries circonférentielles possédant des rainures (34, 44) dont les dimensions et les positions sont identiques sur les deux roulettes pour que les rainures (34, 44) se remplissent de liquide qui se dépose sur les surfaces du feuillard (100) qui passe entre les deux roulettes (30, 40) de telle sorte qu’une force de contact prédéterminée entre les roulettes (30, 40) et le feuillard (100) permet au feuillard (100), lorsqu’il est entraîné linéairement, de mettre en rotation les roulettes (30, 40), celles-ci entraînent une quantité de liquide qui est maintenue dans un réservoir (22) dans le fond du boîtier (20) et celles-ci la ramènent au niveau d’un point de contact tangentiel entre chaque roulette (30, 40) et le feuillard (100), qui passe en même temps par un espace (32) dans lequel la périphérie circonférentielle de la roulette complémentaire (40) s’insère et tourne pendant le processus de revêtement du feuillard (100).
2. Dispositif (10) de la revendication 1, dans lequel :

la roulette première (30) comprend des surfaces extérieures (30a) et une rainure rectangulaire (30b) sur une périphérie circonférentielle (30c) qui crée des surfaces intérieures (30d) et une périphérie circonférentielle intérieure (30e) avec un rayon prédéterminé, les surfaces intérieures (30d) et la périphérie circonférentielle intérieure (30e) de la roulette première (30) forment entre elles l’espace (32) ; et la roulette complémentaire (40) comprend des surfaces extérieures (40a) et une périphérie circonférentielle (40b) avec un rayon qui est égal au rayon prédéterminé de la périphérie circonférentielle intérieure (30e) de la roulette première (30).
3. Dispositif (10) de la revendication 2, dans lequel ;

il y a trois rainures (34) qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle intérieure (30e) de la roulette première (30), et chaque rainure (34) a une largeur prédéterminée (34a) ; et il y a trois rainures (44) qui sont à intervalles réguliers sur la périphérie circonférentielle (40b) de la roulette complémentaire (40), et chaque rainure (44) a une largeur prédéterminée (44a).
4. Dispositif (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le réservoir (22) a un volume prédéterminé pour stocker le liquide au niveau minimum pendant le fonctionnement du dispositif.
5. Dispositif (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque roulette (30, 40) comporte un arbre respectif (33, 43) qui soutient le mouvement rotatif en tournant autour d’un axe de rotation défini.
6. Dispositif (10) de la revendication 5, dans lequel le boîtier (20) comprend des guides (23) qui sont intégrés dans l’intérieur du boîtier (20), et chaque roulette (30, 40) tourne autour de son axe de rotation par rapport à un guide respectif (23) qui soutient chaque roulette (30, 40) dans l’intérieur du boîtier (20).
7. Dispositif (10) de la revendication 6, dans lequel chaque guide (23) est incliné par un angle prédéterminé par rapport à une paroi respective (20b).
8. Dispositif (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les roulettes (30, 40) sont disposées de telle manière que les axes de rotation sont parallèles l’un par rapport à l’autre et perpendiculaires par rapport à la direction de défilement du feuillard (100).
9. Dispositif (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un surplus de liquide est entraîné vers le réservoir (22) par la rotation des roulettes (30, 40) et par l’effet de la gravité.
10. Dispositif (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 9,

5 comprenant en outre au moins un kit ayant plusieurs ensembles de roulettes premières (30) et roulettes complémentaires (40).
11. Procédé pour le revêtement d’un feuillard (100) en mouvement à vitesse constante, au moyen du dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1

10 à 10, comprenant les étapes suivantes :

entraîner le feuillard (100) à une vitesse constante donnée, et mettre en rotation les roulettes (30, 40), ceux-ci entraînent une quantité de liquide et la amènent au niveau d’un point de contact tangentiel entre les roulettes (30, 40) et le feuillard (100), qui passe en même temps par l’espace (32).
12. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre une programmation d’une ou de plusieurs formes de profil du feuillard (100) dans au moins un contrôleur programmable en communication par signal avec un système d’entrainement de telle sorte qu’une épaisseur d’une couche déposée du liquide sur

20 les surfaces du feuillard (100) à la sortie du dispositif (10) peut être sélectionnée par rapport à une pluralité de formes de profil du feuillard (100).

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