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La présente invention est relative à la fabrication de bagues en caoutchouc ou en une matière analogue et concerne en particulier la fabrication de bagues circulaires à section cir- culaire, appelées à être utilisées en premier lieu comme garni- tures d'ètanchéité pour l'huile ou comme bagues de bourrage pour d'autres liquides, bagues que l'on a dénommées "bagues en O". terme par lequel ces bagues seront désignées dans la présente description. La matière constitutive des bagues peut être du caoutchouc naturel ou synthétique ou une matière équivalente, par exemple une des matières dénommées "élastomères synthétiques',-, cette matière constitutive sera simplement désignée dans la pré-
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@ sente description par le terme de "caoutchouc".
Il a déjà été proposé de fabriquer des tubes en caoutchouc, en tronçons ou en longueurs continues, en introduisant axialernent un mélange de caoutchouc, sous une forme granulée ou en poudre, dans un espace de moulage annulaire délimité par un mandrin cylin- drique dans un cylindre chauffé, qui l'entoure, le caoutchouc étant refoulé à travers l'espace de moulage par un plongeur à mouvement alternatif, agissant à l'extrémité d"admission, le mandrin étant animé d'un mouvement de va-et-vient afin de vaincre le frottement du caoutchouc lors de son déplacement axial à travers l'espace de moulage.
On a également proposé de produire une bagué de caoutchouc partiellement "cuite" dans un moule annulaire et de compléter en- suite la "cuisson" en chauffant cette bague pendant que celle-ci est montée sur un mandrin cylindrique animé d'un mouvement de va- et-vient et qu'elle est en contact frictionnel avec un manchon extérieur.
La présente invention fait également usage, pour former les bagues en 0 en caoutchouc, d'un mandrin et d'un cylindre entourant celui-ci, ce mandrin et ce cylindre étant animés d'un mouvement relatif, cette invention ayant pour objet, entre autres, d'éviter la formation, dans le caoutchouc constitutif de ces bagues, de cavités dues au dégagement de gaz dans cette matière pendant que celle-ci est roulée entre le mandrin et le cylindre. Un autre objet de l'invention consiste à augmenter la cadence de la produc- tion, en éliminant la nécessité de mouler préalablement les bagues dans un moule fermé.
La formation de poches à gaz dans les bagues risque parti- culièrement de se produire dans le cas de mélanges de caoutchouc synthétique comportant des constituants qui donnent lieu à un dégagement de gaz lorsqu'ils sont chauffés.
Lorsqu'on fabrique des'bagues en 0 par le procédé habituel à moule fermé, on ne constate pas d'une manière générale la for- mation de poches de gaz, étant donné que le moule enserre le
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caoutchouc de toutes parts en tant que masse homogène, jusqu'à ce qu'il soit durci par la vulcanisation. Il est évident que, lorsque les bagues sont roulées entre le mandrin et le cylindre au cours de la vulcanisation, une partie considérable de la surface de la bague, qui n'est pas à tout instant en contact avec lemandrin ou le cylindre, n'est pas enfermée de toutes parts et, par conséquent, la bague ne bénéficie pas d'un encaissement mécanique important ou suffisant, capable d'empêcher la formation de cavités dues au dé- gagement de gaz.
Selon l'invention, un appareil comprenant un mandrin et un cylindre entourant ce mandrin et coaxial à celui-ci, ce cylindre et ce mandrin délimitant entre eux un espace annulaire pour une bague de caoutchouc appelée à être roulée par le mouvement alter- natif relatif entre le mandrin at le cylindre lors de la vulcani- sabion ou d'une opération de "cuisson" analogue du caoutchouc, comporte des moyens pour maintenir, dans ledit espace annulaire, de part et d'autre de la bague en caoutchouc, lorsque celle-ci est disposée dans cet espace, une pression de fluide suffisamment ,.)levée pour empêcher la distension du caoutchouc, qui, autrement, se produirait par suite du dégagement des gaz contenus dans celui- ci.
Selon une autre caractéristique de la présente invention et afin dermettre l'introduction d'ébauches en caoutchouc dans l'espace annulaire entre le mandrin et le cylindre, il est prévu des moyens pour faire avancer une longueur de caoutchouc, suffi- sante pour former une bague, à travers la paroi du cylindre, sui- vaut une direction essentiellement tangentielle, jusque dans l'es- pace annulaire, de manière que ladite ébauche encercle le mandrin.
Après qu'une longueur de caoutchouc, de préférence un bou- din de caoutchouc extrudé, lequel constitue ainsi une ébauche par- tiellement façonnée, a eté avancée dans la machine, le mandrin est animé d'un mouvement de va-et-vient, de sorte que le caoutchouc
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est roulé de façon à former une bague sans fin, les deux extrémités de l'ébauche @ rejoignant l'une l'autre et s'unissant l'une à l'autre pendant qu'a lieu la vulcanisation ou tout autre processus de "cuisson".
L'invention sera décrite ci-après en se référant au dessin annexé qui représente à titre d'exemple une coupe axiale, quelque peu schématique, de la partie, constituée par le mandrin et le cylindre, d'une machine à rouler les bagues en 0.
La machine représentée comprend un cylindre fixe 1 contenant un mandrin 2 coaxial à ce cylindre et animé d' un mouvement de va- et-vient, ce mandrin étant monté sur l'extrémité inférieure d'un arbre 3 qui s'avance à partir d'un plongeur .hydraulique ou d'un autre organe de. commande (non représenté), prévu pour imprimer au mandrin un mouvement alternatif. L'espace de roulage annulaire pro- prement dit pour les bagues est délimité par le mandrin,% et la chemise de cylindre intérieure 4 qui l'entoure et qui est montée dans un évidement pratiqué dans laparoi du'cylindre'1, de telle façon qu'.elle affleure laparoi intacte de ce cylindre,cet évidement contenant en outre une bôbine de chauffage électrique 5 destinee à chauffer la chemise 4 à la température de vulcanisation requise.
A l'extrémité supérieure du cylindre 1, l'arbre 3 traverse à coulissement un manchon 6 muni d'une gorge longitudinale inté- rieure 7 destinée à recevoir une clavette 8 solidaire de l'arbre 3, l'extrémité supérieure de ce manchon étant conformée de manière à constituer un pignon conique 9 appelé à être entraîné en rotation par un pignon 10, de façon que le manchon 6 et, avec lui, l'arbre 3 et le mandrin 2, puissent également être entraînés en rotation.
@@ manchon 6 est pourvu d'un collier 11 par lequel il est supporte dans une partie la formant chapeau du cylindre 1 et est en outre muni de garnitures d'etanchéité 12 et 13, destinées à assurer un joint étanche entre l'extrémité supérieure du cylindre 1 et la périphérie de l'arbre 3.
L'extrémité inférieure du cylindre 1 est obturée par un
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@@@@@@geur 14 qui peut être retiré pour permettre l'enlèvement de ues finies, comme il sera décrit dans la suite.
L'intérieur du cylindre 1 peut être maintenu sous une pression de fluide élevée au moyen de l'air comprimé amené à travers les @ces 15 et 16, situés respectivement au-dessus et au-dessous enemise intérieure 4. A titre' de variante, de la vapeur sous pr@@@@@@@@on peut être amenée par les orifices 15 et 16, fournissant @@ la chaleur de vulcanisation requise, tout en constituant le fl@ide sous pression.
Sans la paroi du cylindre 1 est formée une chambre d'extru- sion cylindrique 17 dans laquelle se déplace un piston d'extrusion 13 destiné à refouler la masse plastique de caoutchouc à traie rs un orifice de filière 19 qui débouche suivant une direction sensi'- b@@@@nt tangentielle dans l'espace annulaire entre le mandrin 2 et le cylindre 1, juste au-dessus de la chemise intérieure 4.
A@@ @@@@ins de démonstration, on a représenté l'axe de la presse d'@@trusion ou boudineuse et de la filière dans ,une position in- -.. vers le haut, de façon à indiquer l'embouchure tangentielle; @ ...lois, dans la pratique, cet axe est orienté tangentielllement dans en plan transversal par rapport à l'axe du cylindre et du mani@@n.
La section transversale de l'orifice de filière 19 est de préférence ovale, le grand axe de la section étant parallèle ou oblique par rapport à l'axe du cylindre et du mandrin, de sorte que le caoutchouc extrudé pénètre dans l'espace annulaire sous la forme d'un boudin ovale qui, considéré dans le sens de la petite dimension de sa section transversale, dispose d'un jeu dans l'espace ann@laire entre le cylindre et le mandrin.
Ceci facilite le pas- sage du boudin de caoutchouc le long de la périphérie intérieure du cylindre, de manière à entourer le mandrin qui, à chaque extru- sion, est amené, par le pignon 10 et le manchon 6, à effectuer une rotation de 360 , de manière à transformer le boudin de caouLchouc
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en une ébauche de bague ininterrompue 20.
Pour détacher l'ébauche 20 du boudin au voisinage de la filière d'extrusion 19, ainsi que.pour refouler cette ébauche dans l'espace de roulage proprement dit, à l'intérieur de la chemise 4, il est prévu un manchon plongeur 21. Ce manchon plongeur coulisse dans le cylindre 1, son extrémité supérieure étant conformée de manière à constituer un piston annulaire 22, interposé entre le chapeau la du cylindre et le manchon 6. Pour assurer le mouvement alternatif du manchon plongeur 21, lequel doit effectuer un mouve- ment de va-et-vient après l'extrusion d'une ébauche 20, de l'air comprimé est admis et évacue alternativement par les orifices 23 et 24.
Aux fins de démonstration, on a représenté une bague de caoutchouc roulée 25 à mi-longueur de la chambre de roulage, bien que, dans la pratique, une telle bague aura été enlevée, préala- blement à l'extrusion d'une nouvelle ébauche 20, par un déplace- ment supplémentaire du mandrin 2 vers le bas, déplacement ayant pour effet d'entraîner la bague 25 jusqu'au-delà d'une sérié cir- culaire de languettes dévêtisses 26 montées à pivo tenant et sollicitées très légèrement par des ressorts, de façon à pouvoir être déviées par la bague lorsque celle-ci, se déplace vers le bas et, pour retourner aussitôt à leur position initiale, dans laquelle elles s'avancent au-dessus de ia bague 25 et arrachent celle-ci du mandrin 2 lorsque ce dernier se retire vers le haut.
Les ba- gues finies 27 sont déposées sur la tête du plongeur 14, lequel se retire périodiquement pour permettre l'enlèvement de la série de bagues terminées.
La machine selon l'invention fonctionne comme suit : Lorsque les divers organes occupent la position représentée dans le dessin, une ébauche 20 est d'abord extrudée dans l'espace annu- laire, tandis que le mandrin tourne de 3600 dans le sens d'avance- ment du boudin d'extrusion. Le manchon plongeur 21 est alors deplaes
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vers le bas, pour'détacher l'ébauche et pour la repousser jusqu'à @@-longueur de la chemise intérieure4, où cette ébauche occupe la position de la bague 25, après quoi le manchon plongeur 21'se retire.
Le mandrin 2 est ensuite déplacé en va-et-vient, la lon- @@r de sa course étant, comme indiqué par la flèche 1 sur l'ar- bre 3, légèrement inférieure au double de la longueur de la chemise intérieure 4, de manière à rouler l'ébauche de bas en haut et de naut en bas dans les limites de cette chemise. Il est bien entendu que le mouvement linéaire de 1'ébauche roulée ne représente que la moitié de la course de va-et-vient du mandrin. Lors du roulage de l'ébauche, on maintient une pression de fluide élevée, dans l'en- semble de l'espace de roulage, au moyen de l'air comprimé admis par les orifices 15 et 16, la chaleur de vulcanisation étant appor- tee par la bobine de chauffage 5..
A la suite de ce roulage, dont la fréquence et la durée sont choisies en tenant compte de la nature du caoutchouc et des dimensions de la bague, les deux ex- tréinités de l'ébauche se soudent l'une à l'autre, et l'ébauche de caoutchouc finit par prendre la forme d'une bague parfaite. Entre- temps, la vulcanisation réduit progressivement la plasticité du caoutchouc brut d'extrusion, de sorte qu'à la fin de la vulcanisa- tion, l'ébauche est transformée en une bague homogène, uniformé- ment élastique.
Le mandrin se voit ensuite imprimer une course unique vers le bas, indiquée par la flèche II, de façon à entrat- ner la bague jusqu'au-delà des languettes dévêtisseuses 26, les- quelles se relèvent ensuite élâstiquement, pour se placer au-dessus de la bague et arracher celle-ci du mandrin, pendant que ce der- nier se retire, comme indiqué par la flèche III. La bague achevée tombe sur le plongeur 14, en attendant L'enlèvement d'un lot de begues, après quoi le cycle d'opérations ,se répète.
Les dimensions de la bague achevée peuvent être déterminées exaetement en réglant celles de l'ébauche 19 par un choix appro- pria (le l'orifice de filière et en réglant la course du piston d'extrusion 18.
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La construction de la presse d'extrusion proprement dite peut être analogue celle de n'importe quelle presse.. d'extru- sion ou boudineuse connue pour le caoutchouc, cette presse pouvant être chargée d'une masse de caoutchouc sous la forme d'une bande, de pastilles ou d'une pâte, ou encore, en poudre, ou sous une forme visqueuse ou liquide, en appliquant, si nécessaire, de la chaleur dans la chambre 17 ou dans l'orifice de filière 19.
La pression à laquelle l'ébauche est extrudée peut être prévue suffisante pour vaincre la pression du fluide, ou bien, on peut réduire la pression du fluide pendant le boudinage. Le . manchon plongeur peut être disposê de façon à obturer 11-orifice 19 au cours du roulage, en faisant en sorte que la course ascen- dante de ce manchon s'effectue en deux échelons.
Dans ce cas, le premier échelon a pour effet de dégager la chemise 4 avant le commencement du roulage, tandis que le second échelon démasque l'orifice 19 en vue de l'extrusion d'une nouvelle ébauche.,
Au lieu d'extruder des ébauches sous forme de boudins directement dans la machine, on peut utiliser des ébauches prépa- rées d'avance, par boudinage ou autrement, que l'on introduira tangentiellement en tant qu'ébauches séparées, chacune de celles- ci étant dosée avec précision, afin de déterminer les dimensions finales de la bague,ou bien on peut employer un boudin formé d'avance que l'on introduit dans la machine et dont on découpe successivement des longueurs formant ébauches. L'introduction des ébauches prépare d'avance peut être effectuée par des moyens méca- niques ou pneumatiques par exemple.
La pression de fluide que l'on maintient dans le cylindre tant au-dessus qu'au-dessous de la bague, empêche le dégagement des gaz contenus dans le caoutchouc et qui, sans cela, provoque- rait des cavités internes dans la bague roulée. Il est bien enten- du que la valeur de la pression de fluide requise dépend de la
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matière employée et des dimensions de la bague à exécuter; cepen- dant, une pression voisine de 90 1bs. par pouce carr sera suffi- sante dans la plupart des cas.
REVENDICATIONS.
1 - Appareil comprenant un mandrin et un cylindre entourant ce mandrin et coaxial à celui-ci, ce cylindre et ce mandrin deli- mitant entre eux un espace annulaire pour une bague de caoutchouc appelée à être roulée par le mouvement alternatif relatif entre le mandrin et le cylindre lors de la vulcanisation ou d'une opé- ration de "cuisson" analogue du caoutchouc, cet appareil compor- tant des moyens pour maintenir, dans ledit espace annulaire, de part et d'autre de la bague de caoutchouc, lorsque celle-ci est disposée dans cet espace, une pression de fluide suffisamment éle- vée pour empêcher la distension du caoutchouc, qui, autrement, se produirait¯par suite du dégagement des gaz contenus dans celui-ci.