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Perfectionnements à la fabrication d'articles gonflables.
La présente invention est relative à la fabrication de bandages pneumatiques et d'autres articles faits entièrement ou partiellement de caoutchouc, et elle se rapporte plus parti- culièrement à des perfectionnements à la vulcanisation de ban- dages pneumatiques et d'autres articles similaires dilatables et gonflables.
Pour la fabrication des bandages pneumatiques, on assemble plusieurs épaisseurs de toile caoutchoutée, des talons ou bourrelets, des bandes protectrices etc, puis on recouvre de caoutchouc de composition appropriée la bande de roulement et les flancs. On vulcanise alors le tout pour donner au bandage
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ses dimensions, sa forme et sa résistance à l'usure finales.
On opère généralement la vulcanisation en enfermant les ban- dages dans des moules et en les soumettant pendant un certain temps à l'action de la chaleur et de la pression, la chaleur étant généralement appliquée extérieurement au moule et la pression étant appliquée intérieurement au bandage. Un autre système d'appareil qui convient pour exécuter l'invention est le vulcanisateur individuel bien connu des gens du métier.
Pour appliquer la pression à -l'intérieur des ban- dages au cours de la vulcanisation on a employé jusqu'ici di- vers fluides sous pression. Le plus souvent on dispose dans le bandage un conformateur gonflable ou sac à air qu'on gonfle d'air comprimé pour le dilater et le presser ainsi contre les flancs, les talons et la bande de roulement du bandage qui vient ainsi extérieurement en contact uniforme avec les parois du moule creux. Dans certains cas on a employé des conforma- teurs gonflables analogues, mais au lieu d'air comprimé on uti- lisait alors comme fluide de gonflement soit de l'eau chaude, soit un gaz tel que l'anhydride carbonique.
Suivant un autre procédé de vulcanisation, on omettait le conformateur gonflable et on faisait agir l'air comprimé, tout seul, sur les surfaces intérieures du bandage pour dilater celui-ci et le presser sur les surfaces des cavités du moule. Dans tous ces cas on se heurte à des difficultés que la présente invention surmonte complètement.
Un des inconvénients des procédés de vulcanisation connus est dû au fait qu'il faut un temps très long pour ache- ver la vulcanisation et qu'en outre, dans le cas de vulcanisa- tion sur un coussin d'air, il.est difficile de faire passer entièrement la chaleur de l'extérieur à l'intérieur pour vulca-
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niser convenablement la carcasse. Par suite de cette disposi- tion il y a probabilité d'une surchauffe et, partant, d'une vulcanisation des parties extérieures du caoutchouc du bandage, et pour réduire au minimum cette probabilité, il a fallu em- ployer pour la composition du caoutchouc des substances chimi- ques accélérant la vulcanisation.
En raison du progrès consi- dérable réalisé sous ce dernier rapport, on a produit des bandages de très bonne qualité par les procédés antérieurs, mais les opérations de vulcanisation étaient très coûteuses par suite du travail qu'elles impliquaient et en raison du temps relativement long nécessaire pour achever la vulcanisa- tion.
La présente invention obvie aux inconvénients des procédés antérieurs et elle procure un procédé perfectionné pour vulcaniser des bandages ou des articles analogues en un temps beaucoup plus court que celui requis jusqu'ici à cette fin, tout en assurant une vulcanisation uniforme au point de vue de la qualité du produit.
Plus spécialement, l'invention réduit notablement le temps requis pour les opérations de vulcanisation du fait qu'on fournit de la chaleur tant de l'intérieur que de l'ex- térieur du bandage. Le but qu'on se propose est de commencer la vulcanisation de la carcasse sensiblement au même moment que celui du début de la vulcanisation de la bande de roulement.
Mais ensuite, après un laps de temps déterminé, on coupe l'ad- mission de cette chaleur intérieure de manière à empêcher la survulcanisation de la carcasse. On opère le chauffage inté- rieur initial en envoyant de la vapeur soit à l'intérieur d'un sac à air, soit directement à l'intérieur du bandage lorsqu'on n'emploie pas de sac à air, puis, à un moment donné du cycle
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de vulcanisation, on admet de l'air comprimé pour remplacer la vapeur et empêcher ainsi une vulcanisation intérieure exces- sive tout en maintenant la pression intérieure,
Les objets, caractéristiques et avantages de l'in- vention cités ci-dessus, ainsi que d'autres caractéristiques non encore mentionnées,
seront exposés en détail dans la des- cription ci-après avec référence au dessin annexé montrant à titre d'exemple deux formes d'exécution d'un appareil servant à la réalisation pratique de l'invention. Dans le dessin:
Fig. 1 est une vue, partie en coupe et partie en élévation, montrant l'emploi du nouveau procédé pour la vulca- nisation de bandages pneumatiques dans un autoclave, et
Fig. 2 est une coupe montrant comment le nouveau pro- cédé s'applique à un moule individuel de bandage.
Pour exécuter l'invention, on dispose dans un moule creux, avec ou sans sac à air, selon les préférences éventuel- les, le bandage ou un autre article à vulcaniser, et on dilate le bandage au moyen de vapeur, le moule étant chauffé en même temps extérieurement. L'action vulcanisante progresse ainsi vers l'extérieur depuis l'intérieur du bandage ainsi que vers l'intérieur depuis l'extérieur du bandage. La vapeur employée pour l'intérieur du bandage doit avoir une pression suffisante pour dilater convenablement la carcasse et pour contraindre le caoutchouc de remplir les cavités moulant la surface antidéra- pante de la bande de roulement, mais la vapeur a sous cette, pression une température trop élevée pour qu'on puisse la main- tenir pendant toute la durée de la vulcanisation sans endomma- ger la carcasse du bandage.
Aussi est-il nécessaire d'abaisser la température intérieure sans diminuer la pression et c'est en ceci que réside la nouveauté principale de l'invention. On y
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arrive en remplaçant la vapeur par un autre fluide sous pres- sion ayant une température moins élevée, et on a constaté que l'air comprimé donne à cet égard des résultats excellents bien que d'autres fluides puissent être employés avec le même succès.
Ainsi, après que l'action vulcanisante a duré un certain temps (une à trente minutes, ou davantage, suivant les dimensions du bandage), on coupe l'admission de vapeur à l'intérieur du ban- dage et on ouvre l'admission d'air à la même pression ou à une pression supérieure pour remplir le bandage et pour y mainte- nir la pression durant que le chauffage extérieur continue.
Après un nouveau laps de temps suffisamment long pour achever la vulcanisation, on peut cesser le chauffage, relâcher la pression et ouvrir le moule pour enlever le bandage fini.
Bien qu'on puisse employer le nouveau procédé pour produire d'autres articles, il convient notamment pour la fa- brication initiale de bandages pneumatiques et on peut employer pour cette fabrication un matériel standardisé, choisi une fois pour toutes, en n'apportant que des changements ou ajoutes de minime importance à la distribution du fluide sous pression.
A titre d'exemple on peut se reférer à la Fig. 1 du dessin annexé, qui montre une façon de procéder pour exécuter l'in- vention au moyen de plusieurs moules placés dans un autoclave.
Cet autoclave est désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 10 et, comme le savent les gens du métier, il com- prend un récipient sensiblement cylindrique disposé verticale- ment et muni à son extrémité inférieure close d'un plongeur hydraulique 11 sur lequel sont empilés plusieurs moules annu- laires élémentaires 12, chaque moule comportant des cavités appropriées pour y enfermer les bandages 13 à vulcaniser par application de chaleur et de pression. Le chauffage est produit par la circulation de vapeur ou d'un autre fluide de chauffage A
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approprié à l'intérieur de l'autoclave et autour des moules élémentaires 12, ce fluide de chauffage entrant en 14 par une conduite appropriée venant d'une source d'alimentation appro- priée.
L'extrémité supérieure de l'autoclave est obturée par un couvercle amovible 15 qui lorsqu'il est fermé et verrouillé fait office de butée contre laquelle le plongeur 11 maintient les moules empilés les uns sur les autres et hermétiquement fermés.
Pendant l'opération de vulcanisation les bandages 13 sont fortement pressés contre les cavités des parois des moules respectifs du fait qu'on les gonfle au moyen d'un fluide sous pression fourni par un tube à embranchements 16 qui est relié à son tour à une source d'alimentation appropriée au moyen d'une conduite flexible ou d'un dispositif analogue. Suivant la présente invention, on emploie successivement deux fluides de gonflement, le premier étant de la vapeur et le second de l'air comprimé. On peut introduire ces fluides de gonflement directe- ment à l'intérieur des bandages ou, comme le montre la Fig. l, on peut les introduire dans un conformateur ou sac de vulca- nisation gonflable 18 qu'on dispose dès le début dans chaque bandage.
Chaque sac de vulcanisation est muni d'une ou plusieurs tiges 19 traversant la paroi périphérique intérieure du moule creux 12 et raccordée au tube à embranchements 16 au moyen d'un accouplement 20.facilement démontable, de construction ordinaire ou de toute autre construction voulue. La conduite flexible 17 est de préférence raccordée à un tuyau d'alimenta- tion de vapeur 21 et à un tuyau d'alimentation d'air 22, ces tubes étant munis respectivement de robinets de réglage 23 et 24 qui permettent de fournir sélectivement du fluide de l'un ou de l'autre tuyau.
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Dans l'exécution pratique de l'invention certains facteurs peuvent être variés pour tenir compte des exigences et des conditions d'exploitation de chaque installation et sous ce rapport il faut mentionner notamment les températures, les pressions et les durées de vulcanisation. On constate qu'on obtient des résultats excellents en maintenant la vapeur dans l'autoclave 10 à une température d'environ 143 C, tandis que la vapeur envoyée par le tuyau 21 à l'intérieur des poches de vulcanisation 18 est à une température d'environ 189 C (sous une pression de 10,9 atmosphères). De préférence, après avoir fermé l'autoclave, on ouvre le robinet 23 pour envoyer de la vapeur dans le sac 18, pendant un court laps de temps, avant d'envoyer la vapeur dans l'autoclave par la conduite 14.
Par exemple, ce laps de temps peut être d'environ 10 minutes et on vise par ce moyen à faciliter l'établissement d'une pres- sion et d'une température à l'intérieur du bandage et à compen- ser la condensation avant que la vulcanisation extérieure com- mence. On peut ensuite maintenir pendant environ 45 minutes l'arrivée continuelle de vapeur dans l'autoclave 10 par la con- duite 14, après quoi on coupe-'cette arrivée de vapeur avant d'ouvrir l'autoclave. Toutefois il faut fermer entretemps le robinet 23 et ouvrir le robinet 24 pour interrompre l'admis- sion de vapeur à l'intérieur des bandages et y envoyer au lieu de vapeur de l'air comprimé sous environ 13,6 atmosphères, et on maintient cette pression d'air pendant toute la durée du chauffage extérieur.
Pour des bandages de certaines dimensions la durée totale du traitement par la vapeur admise dans les sacs de vulcanisation est de 22 minutes, tandis que pour des bandages ayant d'autres dimensions cette durée peut être plus courte ou plus longue. Il faut noter qu'il est très facile d'o- pérer l'admission d'air comprimé dans les sacs de vulcanisation déjà remplis de vapeur, car la vapeur se condense immédiatement, A
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après quoi le chauffage intérieur du bandage cesse.
Après un temps suffisant pour achever la vulcanisation de toutes les parties des bandages, on interrompt l'admission de vapeur par la conduite 14 et l'admission d'air par le tube à embranche- ments 16 et on asperge les moules d'eau froide pendant quelques minutes, de la façon usuelle, après quoi on peut enlever le couvercle 15, retirer les moules de l'autoclave et les ouvrir pour avoir accès aux bandages finis.
L'expérience a montré que par ce nouveau procédé on peut vulcaniser des bandages en un temps beaucoup plus court que celui requis jusqu'ici pour la vulcanisation usuelle au moyen d'un sac à air et de ce fait on réduit très sensiblement les frais d'installation des fabriques de bandages. En outre ce procédé est avantageux parce qu'il permet de fixer un temps unitaire de vulcanisation pour des bandages de différentes di- mensions, ce qui facilite beaucoup l'établissement de tables de production.
Comme on l'a dit plus haut, l'emploi du nouveau pro- cédé n'est pas limité aux autoclaves et on peut en effet exécu- ter l'invention au moyen d'un moule individuel de bandage, du genre de ceux appelés parfois t'autoclaves en boîtier de montre" (watch case heaters). Un tel moule est représenté schématique- ment sur la Fig. 2; il comprend deux moitiés de moule juxtapo- sées 30 et 31 qui délimitent une cavité dans laquelle on enferme le bandage 13. Les moitiés de moule 30 et 31 peuvent être as- semblées au moyen de charnières ou de toute autre manière et elles peuvent être supportées dans un appareil à moule simple; ces moitiés de moule comportent des chambres ou chemises annu- laires 32 et 33 qui entourent la cavité renfermant le bandage et qui sont raccordées à une source appropriée de vapeur pour le chauffage.
Comme dans la forme d'exécution décrite avec réfé-
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rence à la Fig. 1, on peut dilater les bandages 13 à l'inté- rieur des moules au moyen d'un sac de vulcanisation ou par application directe du fluide sous pression sans sac de vulca- nisation. Cette dernière forme d'exécution est représentée sur la Fig. 2 où les talons du bandage sont maintenus en contact avec les sièges correspondants des moitiés de moule au moyen d'un anneau de serrage et d'étanchéité 34 de toute forme vou- lue, et cet anneau d'étanchéité porte une tige de gonflement tubulaire 35 qui traverse la paroi périphérique intérieure du moule monté et qui est raccordée au moyen d'un joint 20 à une conduite ou tuyau flexible 17 fournissant la pression.
La con- duite 17 est raccordée à son tour à un tube d'admission de vapeur 21A et à un tube d'admission d'air 22A et le débit de fluide comprimé de ces tubes est réglé respectivement au moyen des robinets 23A et 24A. Pour un appareil de ce genre les pha- ses du procédé sont sensiblement les mêmes que celles déjà décrites; aussi est-il inutile d'en répéter la description.
Bien que l'invention ait été décrite dans son ap- plication à la vulcanisation de bandages, il est entendu qu'on peut aussi employer le nouveau procédé pour vulcaniser d'au- tres articles gonflables tels que des chambres à air pour ban- dages ou autres, ou des articles analogues.
Il ressort de la description précédente que l'in- vention procure un nouveau procédé pour la vulcanisation de bandages pneumatiques et d'articles analogues, ce procédé étant avantageux du fait.qu'il réduit notablement les frais de fabrication de bandages sans sacrifier la qualité du produit.
Bien entendu on peut apporter des modifications aux détails des phases du procédé sans s'écarter de l'invention.