WO2014188008A2 - Dispositif et procédé de dépôt de particules sur la bande de roulement d'un pneumatique - Google Patents

Dispositif et procédé de dépôt de particules sur la bande de roulement d'un pneumatique Download PDF

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WO2014188008A2
WO2014188008A2 PCT/EP2014/060865 EP2014060865W WO2014188008A2 WO 2014188008 A2 WO2014188008 A2 WO 2014188008A2 EP 2014060865 W EP2014060865 W EP 2014060865W WO 2014188008 A2 WO2014188008 A2 WO 2014188008A2
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tread
particles
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metering
cylinder
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Gérard Bor
Matthieu LUTZ
Frédéric PIALOT
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/52—Unvulcanised treads, e.g. on used tyres; Retreading
    • B29D30/66—Moulding treads on to tyre casings, e.g. non-skid treads with spikes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29D30/66—Moulding treads on to tyre casings, e.g. non-skid treads with spikes
    • B29D2030/665—Treads containing inserts other than spikes, e.g. fibers or hard granules, providing antiskid properties

Definitions

  • the present invention relates to devices and methods for manufacturing tires, and more particularly to devices and methods for manufacturing treads for tires intended to equip road vehicles for winter use.
  • the tires for winter use which are therefore able to ride on a road covered with snow or ice, have a tread whose pattern is easily recognizable thanks to the plurality of lamellae and incisions present on its surface rolling to ensure better grip on the road and also good drainage of water.
  • tires comprising a tread made of a foam rubber have a good grip on icy roads.
  • JP 2007131084 discloses such a tire whose tread is made of two layers of foam rubber having different expansion rates.
  • the disadvantage of a foam rubber tread is that, after vulcanization, a thin but dense skin is formed on contact with the baking mold and that this skin covers the cells of the foam and appreciably reduces the adhesion of the tire on the distances traveled before the wear of this skin.
  • FR 2 354 895 discloses a tire comprising friction granules which are bonded to the rubber mixture of the tread after vulcanization, either by being mixed in the mass of the tread, or by being added in the outer part of the tread.
  • the solution of introducing friction granules into the rubber mixture prior to extrusion of the tread has the main disadvantage of premature wear of the extruder components coming into contact with the hard granules of the mixture.
  • the solution of placing the friction granules on the outer part of the tread does not guarantee an even distribution of the granules, nor does it allow a good adhesion between the granules and the rubber mixture of the band, especially in case of strong density of granules or presence of aggregates on the surface of the tread before vulcanization.
  • JP 2004189195 discloses another tire manufacturing method for winter use in which the hard particles are adhered to the surface of the tread before vulcanization. As in the case of the previous document, the same drawbacks related to the random distribution of particles on the surface of the tread are to be noted.
  • a device that spreads granules of a hard material on a narrow rubber band, as soon as it leaves the extruder.
  • the device comprises a funnel containing granules placed in communication with a rotating cylinder which transfers the granules within a ramp opening through an outlet nozzle above the rubber band.
  • the device is connected to the extruder, being placed immediately after the extrusion die, and delivers granules on the extruded strip during the translational movement thereof in the direction of an assembly station.
  • the strip thus obtained is then wound in a spiral, in superposed layers, on a tire blank to form the tread of the tire.
  • the quantity of granules and their distribution on the extruded strip depend on the shape and dimensions of the communication orifice between the reservoir and the roll, the speed of rotation of the roll, the shape and the dimensions of the outlet nozzle, the shape and dimensions of the granules, etc.
  • the distribution of the granules on the extruded strip is therefore difficult to control with such a device.
  • the invention relates to a device and a method for overcoming the aforementioned drawbacks, particularly when it is desired to achieve a tread having a precise amount of powder particles uniformly distributed and continuously on the rolling surface thereof.
  • a powder particle deposition device on a tread before vulcanization comprising: mounting means on a support adapted to receive a tread, means for storing particles able to feed by gravity of the metering means capable of controlling the quantity of particles from the storage means and cooperating with means for transferring particles towards the tread during a relative movement between the transfer means and the support means, said device being characterized in that the dosing means comprise a rotary dosing cylinder whose generator comprises at least one cavity in communication with the storage means arranged so as to directly connect the storage means with an outlet opening of the dosing means , said cavity being intended to collect the powder and to drive it out of said storage means lor sque the cylinder is rotated.
  • the dosing means comprise a rotary dosing cylinder comprising at least one cavity in communication with the storage means arranged so as to directly connect the storage means with an outlet opening of the dosing means, said cavity being intended receiving a predetermined quantity of particles from the storage means to transfer it to the tread, but only during the rotation of the metering roll.
  • such a cavity made on the generatrix of the cylinder makes it possible to precisely define the quantity of powder to be deposited, it being filled with powder particles over its entire length defined between an inlet opening of the particles coming from the storage means and a outlet opening of the dosing means.
  • Such a cavity thus forms a conduit directly connecting the outlet of the storage means with the outlet of the metering means, even when the metering cylinder is stopped.
  • the cavity is made so that the particles fall on the receiving surface vis-à-vis only when the rotational drive of the metering cylinder. It has been found in laboratory tests that, by choosing the size of the cavity according to the size and type of the particles, the cavity is able to fill with particles without these particles passing through the opening of the cavity.
  • the metering cylinder functions as a valve which alternately opens and closes the inlet opening into the cavity and the outlet opening thereof and allows to continuously deposit a precise amount of particles transferred from the hopper to the tread. Indeed, the particles leave the cavity of the cylinder as soon as it begins to rotate and remain locked in the cavity immediately at the stop of the cylinder. This makes it possible to obtain a very reactive metering device which makes it possible to obtain a very precise distribution of the particles on a reception surface facing each other, which is suitable for making a tread for a tire.
  • the dimensioning of the cavity makes it possible to define a precise quantity of particles which is associated with the speed of rotation of the cylinder and which makes it possible, by linking it to the speed of relative displacement with respect to the tread, to obtain a uniform distribution of particles in the deposited layer.
  • the metering cylinder comprises a plurality of cavities which are arranged in a predetermined pattern on its generator.
  • the pattern of the cavities formed on the cylinder corresponds to the pattern of the tread, the generatrix of the cylinder substantially corresponding to the width of the tread.
  • the cavities are circumferential or helical grooves. Indeed, during laboratory tests with circumferential or helical grooves, good results in terms of longitudinal and transverse homogeneity of the deposit were obtained, as well as less wear of the rotary dosing cylinder in the absence of galling thereof. .
  • said storage means comprise a hopper having a lower opening communicating with a cylindrical cavity of a sleeve which rotatably supports said rotary metering cylinder.
  • a hopper allows a gravity feed of the metering cylinder located below.
  • said cylindrical cavity comprises an upper opening communicating directly with the lower opening of the hopper and allowing the supply of particles of the rotary measuring cylinder and a slot diametrically opposed to the opening and allowing the transfer of particles in powder to the tread.
  • the rotary dosing cylinder operates as a valve that opens and closes alternately the upper opening and the slot thereof and allows to deposit a precise amount of particles transferred from the hopper to the tread.
  • the radial clearance between the inner diameter of the cylindrical cavity and the outer diameter of the rotary metering cylinder is less than the average diameter of the powder particles used with the device. This allows the cylinder to rotate inside the sheath while preventing access of the particles between the two.
  • the sheath is removably mounted relative to the hopper.
  • the metering roll can advantageously be removably mounted relative to the sheath.
  • the device comprises displacement means in translation in the longitudinal direction of the tread which is fixed. This keeps the tread stationary and moves the device.
  • the device is fixedly mounted and is made to cooperate with a rotary drive device of a tire blank comprising said tread. In this embodiment, the tread is movable and the device is fixed.
  • said particles are hollow glass balls.
  • the hollow glass beads are preferred when the tread is made of a foam-type rubber. Such an eraser has a cellular texture with good adhesion performance on ice.
  • a layer of hollow glass beads is deposited on a tread before vulcanization, this layer creates an interface between the rubber and the contact surface with the sectors of the mold and the balls penetrate into the rubber during vulcanization, while remaining concentrated on the surface (it includes the area close to the outer layer of the tread). Therefore, after baking the tire, the densified skin of the rubber includes glass beads which can then be removed only after a few turns of the wheel on the road.
  • the average diameter of the glass beads is between 10 and 100 ⁇ and preferably between 40 and 80 ⁇ .
  • the device comprises an application roller arranged near the downstream rotary metering cylinder relative to the direction of the deposition of the powder layer.
  • This provides a good anchoring of powder particles after deposition and allows the transfer of the tread to other manufacturing stations.
  • the objects of the invention are also achieved with a tire tread manufacturing process by deposition of powder particles on a tread before vulcanization using a device comprising mounting means on a support adapted to receive a tread, storage means, dosing means and particle transfer means, the deposition operation comprising the following steps: gravity feed of the particles from the storage means, dosage of the quantity of particles transferred from the storage means by means of the dosing means, transfer of the particles onto the tread with the aid of the transfer means during a relative movement between the transfer means and the support , said method being characterized in that the metering is done by placing in communication at least one cavity located on the generatrix of a rotary metering cylinder appa adjacent to the metering means with said storage means, said cavity being arranged to directly connect the storage means with an outlet opening of the metering means, so that said cylinder can collect a predetermined quantity of powder and the drive out of the storage means when it is rotated.
  • an additional step of rolling immediately after the deposition of the powder layer allows, through the use of an applicator roll, to better fix the particles on the tread, while avoiding the use of bonding products.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a particle application device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a front schematic view of a particle application device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 3a is a view from above of an assembly forming dosing means of the device of the invention
  • FIG. 3b a sectional view along the plane AA of FIG. 3a
  • FIG. 3c is a view of section along the plane BB of Figure 3b;
  • FIG. 4a is a top view of a metering roll according to a preferred embodiment of the device of the invention and Figure 4b an enlarged view of the detail C of Figure 4a;
  • FIGS. 5a and 5b are partial top views of the metering rolls according to alternative embodiments of the device of the invention.
  • FIG. 6a and 6b are partial top views of the metering rolls according to other embodiments of the device of the invention.
  • FIG. 7a to 7e show, in top views, embodiments of treads coated with particles deposited with the device of the invention.
  • FIG. 1 there is shown schematically a device 1 according to a first embodiment of the invention, which device is able to deposit particles 2 powder on a tread 3 before vulcanization.
  • the tread 3 is laid flat on a table which forms the support 9.
  • the device 1 comprises a frame 8 which supports storage means 5 of powder particles, metering means 6 and means for transferring particles 7 to the tread 3.
  • the frame 8 of the device is moved relative to the table, for example by providing the frame 8 with motorized rollers moving in a guide rail (not shown in Figure 1).
  • the table is moved relative to the frame 8 of the device 1.
  • the storage means 5 of the device comprise a hopper 51 of conical inner shape having a lower opening 52 for gravity transfer the powder to the metering means 6.
  • a filter 53 is provided in the upper part of the hopper 51 so to protect its contents from impurities.
  • a kneader 54 is provided inside the hopper 51 in order to crush the aggregates and to ensure the flow of the particles towards the lower outlet opening 52 during its rotation drive.
  • the metering means comprise a weighing device which makes it possible to continuously monitor the quantity of particles transferred to the metering means 6 from the hopper 51.
  • the lower opening 52 or exit of the hopper 51 is placed directly in communication with the upper or inlet opening 62 of a sleeve 61 which is fixed on the lower part of the hopper 52, for example by using fixing screws.
  • the sleeve 61 is placed immediately above the tread 3, it supports dosing means 6 of the device and allows their communication with the transfer means 7 of the powder particles to the tread 3.
  • the sleeve 61 has a slot 63 forming the exit opening of the powder particles in the direction of the tread 3, the slot 63 being diametrically opposed to the upper or inlet opening 62.
  • the metering means 6 comprise a rotary metering roll 60 comprising at least one cavity which defines a reproducible quantity of powder particles and which directly communicates the hopper 52 with the slot 63 which forms the outlet opening of the sleeve in the direction of the tread forming the receiving surface of the powder particles distributed by the device.
  • said cavity is made in the form of a groove 70.
  • the groove (s) 70 extends (ent) substantially over the entire effective length of the metering roll 60, which is substantially equal to the width of the tread 3, the dimensions and shapes of their profiles being constant or vary along the generatrix of the metering roll 60.
  • FIG. 4a illustrates a preferred embodiment of the metering roll 60 of the invention comprising several identical circumferential grooves 70, uniformly distributed over the useful length of the metering roll 60 and whose the profile is better visible in Figure 4b.
  • circumferential groove is understood a circular channel dug to a certain depth on the periphery of the measuring cylinder, the median plane of the channel forming a right angle or inclined with the longitudinal axis of the metering cylinder 60.
  • the grooves 70 are formed in the central portion forming useful part 71 of the metering roll 60 whose end portions 64, 65 are rotatably machined in rotatably supporting bearings within the sleeve 61 (Fig. 3b) as the roll is rotated.
  • the end 66 of the metering roll is coupled to rotary drive means, such as an electric motor having means for controlling and regulating its speed of rotation (not shown in the drawings).
  • Figures 3a to 3c illustrate an assembly formed by the metering roll 60 of Figure 4a installed in the sleeve 61.
  • the upper opening 62 has a length substantially equal to the length of the useful portion 71 of the metering cylinder 60 with which it communicates via a feed port 67 located in the lower part of a passageway 68 in the form of a funnel.
  • the length of the useful part 71 of the metering roll being substantially equal to the width of the tread, the assembly formed by the sheath 61 and the metering roll 60 is preferably mounted easily removable from the frame 8 of the device in order to adapt it to different tread dimensions.
  • the sheath 61 includes sliding shutters (not shown) making it possible to conceal a part of the feed opening 67 and thus to adapt the portion charged with powder particles of the measuring cylinder 60 to the width of the tread 3.
  • the useful part 71 of the cylinder 60 is rotated with a predetermined clearance in a cavity 69 of the sleeve 61.
  • the cavity 69 has a cylindrical shape, its walls are smooth and have preferably undergone a surface treatment. to increase their resistance to wear in contact with the powder particles.
  • the clearance provided between the walls of the cavity 69 and the maximum diameter of the useful part 71 of the metering roll 60 is chosen so as to prevent the passage of the particles 2, while permitting the rotation of the metering roll.
  • this clearance is less than the average diameter of powder particles.
  • this clearance is defined between the outside diameter of the cylindrical ribs 72 separating two circumferential grooves 70 and the inside diameter of the cavity 69 so that it is smaller than the diameter. medium of powder particles.
  • the particles 2 in powder are passed from the hopper 51 to the feed orifice 67 to fill the grooves 70 of the metering roll 60 over a width equal to that of the feed orifice 67, and this as and when measurement of the rotation of the metering roll 60.
  • Rotary metering cylinder 60 thus functions as a valve which ensures, during its rotation, the opening and closing of the slot 63.
  • the quantity of powder particles deposited on the tread is determined according to the capacity ( or volume) of the cavities of the cylinder facing the slot 63, the speed of rotation of the metering roll 60 and the relative speed of movement of the metering roll 60 relative to the tread 3.
  • the width of the feed orifice 67 is chosen so that the grooves 70 can fill with particles when they come opposite the feed orifice 67, while taking into account the speed rotation of the metering cylinder 60 and that of its relative displacement with respect to the tread 3.
  • the width of the slot 63 is determined according to the particle flow rate to be provided by the device. For a predetermined flow rate, the width of the feed orifice 67 is advantageously greater than that of the slot 63. By way of example, the width of the feed orifice 67 is at least two times greater than that of the slot 63.
  • the slot 63 is directly opposite and above the tread, at a predetermined height, called the fall height, with respect thereto so that the powder particles form an even layer. by falling on the upper surface of the tread, without traces of grooves at the grooves 72.
  • the device 1 comprises means for adjusting the fall height of the particles.
  • the rotary metering cylinder 60 comprises cavities in the form of circumferential grooves which can be straight or inclined.
  • the cavities of the rotary metering cylinder 60 are helical grooves.
  • the metering roll 60 comprises a helical groove 70a extending along the length of the working portion 71 thereof.
  • the metering roll 60 comprises two helical grooves 70a, 70b, inclined one to the right and the other to the left from the center 70c of the useful part 71.
  • the metering cylinder comprises two crossed helical grooves, inclined to the right and left, their steps may be equal or different and extending over the useful part thereof. Good results have been obtained with helical grooves whose angle is between 2 ° and 10 ° and having a pitch between 1, 5 and 5 mm.
  • the profiles of the grooves according to these examples may be triangular, trapezoidal, circular or conical.
  • FIG. 5a and 5b illustrate two embodiments of rotary metering cylinders 60 of the invention.
  • the metering roll of FIG. 5a has a plurality of straight circumferential grooves 70 'of triangular and not constant profile extending along the length of the useful part 71 of the metering roll.
  • the metering roll of FIG. 5b comprises two series of straight circumferential grooves 70 'having a first pitch p' towards its ends, a series of straight circumferential grooves 70 "having a pitch p" less than the pitch p 'towards the center and two cylindrical intermediate areas 73 with a smooth profile.
  • the distribution of powder particles according to the example of FIG. 5b is constant along the length, but varies over the width of the tread, a greater density of particles being thus obtained towards the ends, a weaker one at the center and a zero density in the between, with respect to the intermediate zones 73 of the metering roll.
  • the rotary measuring cylinder is made of a metallic material, such as a steel, treated to resist abrasion of the particles and having a good surface finish.
  • the surface of the metering cylinder is smooth and polished, its roughness Ra is preferably between 0.4 and 0.8, to obtain a good surface and thus promote the flow of particles in its grooves.
  • Figures 7a to 7e illustrate examples of treads coated with powder particles deposited with the device 1 of the invention.
  • Figure 7a illustrates a tread 3 has uniformly coated with particles along its length and substantially over its entire width 74 (except two end bands 80 provided for reasons of assembly with other rubber compounds), deposit which is obtained by moving a rotary metering cylinder of the type illustrated in Figure 5a which has a useful length 71 adapted to that to cover 74 of the tread 3 has the length of the latter.
  • the tread 3b of FIG. 7b is obtained with a rotary metering roll similar to that of FIG. 5a but which has a smooth cylindrical part devoid of grooves in its central part to obtain a particle-free zone 81 and two covered zones 75
  • FIG. 7c comprises, along its entire length, two end zones 76 whose particle density is different, for example greater than that of the central zone 77, these zones being separated by zones 81.
  • a tread can be obtained with a metering roll of the type illustrated in FIG. 5b.
  • the tread 3d of Figure 7d comprises insulated areas 78 of generally rectangular shape covered with particles, areas which are uniformly distributed over the length of the tread.
  • Such insulated areas 78 can be obtained by imposing rotational stop times on the rotary metering roll during its linear displacement relative to the tread or by varying the linear velocity relative to the tread of the tread.
  • the third tread of FIG. 7e has isolated zones 78, two isolated zones 78 being separated by an additional insulated zone 79 having a density of particles different from that of the zone 78. Such a tread can be obtained as described in FIG.
  • the device 1 of the invention further comprises a deformable application roller 90 which is made to rotate freely and to apply a vertical force F to the deposited layer of particles 2.
  • the application roller 90 is located downstream with respect to the metering roll 60 in the direction of movement thereof relative to the tread.
  • a frame 91 which supports the deformable applicator roll 90 in the radial direction is brought, via an application jack (not shown), into contact with the upper surface covered with powder particles 2 of the strip. 3, after rotating the rotary metering cylinder 60.
  • the deformable application roller 90 of the example shown is a flexible roller, for example a roller having a silicone coating on a rigid hub.
  • the application roller 90 is of the type comprising an assembly of several disks arranged side-by-side longitudinally and radially movable relative to each other.
  • a pneumatic device forces each of the disks to move in the radial direction until the disc comes into contact with the installation profile.
  • the width of the deformable application roller 90 corresponds substantially to the width of the tread 3, so that the contacting points of the deformable application roller are distributed over the entire width thereof.
  • the application roller 90 thus allows a good anchoring of the powder particles 2 in the rubber of the tread 3 before vulcanization, which allows its transfer for assembly or vulcanization, without loss of powder particles.
  • a fluoride type coating is deposited on the periphery of the application roller 90 in order to prevent adhesion of the powder particles 2 thereon and to promote their adhesion to the surface of the strip.
  • the roller diameter and the force value F are chosen according to the type of powder particles to be applied and the type of tread rubber, these values of the roller being preferably adjustable.
  • the tread material is preferably a foam type of rubber that has good performance on icy roads.
  • the particles deposited on such a tread are, preferably, hollow or water-soluble particles (for example sodium chloride) having a mean diameter of between 10 and 100 ⁇ and preferably between 40 and 80 ⁇ .
  • the size of the particles is substantially equal to the size of the cells of the foam-type rubber of the tread, so that the hollow or water-soluble particles occupying the cells of the surface of the tread during vulcanization, are eliminated during the rolling of the tire.
  • wear over a few km of the tire is sufficient to open the cells and ensure good grip on ice cold ground.
  • Glass microbeads having a mean diameter of between 40 and 80 ⁇ gave good results during tests performed in the laboratory.
  • a uniformly distributed layer is obtained over the entire length of the tread during the deposition of these particles with the device 1 of the invention comprising a metering roll 60 which has a diameter of approximately 12 mm, it has circumferential grooves 70 having a semicircle profile with a diameter of about 0.8 mm and having a pitch of about 1, 2 mm and when placed relative to the tread surface at a fall height of about 6 mm.
  • particles of spherical shape made of other materials, may however be used, in particular granules of sand, stone, ceramic, or metal having an average diameter greater than a few tens of microns and less than or equal to 2mm.
  • the layer of particles deposited with the device of the invention has a thickness of about 0.3 to 0.5 mm.
  • the optimum density of deposited particles is between 50% and 70% is preferably 65% (by density of deposited particles is understood the percentage of surface of the tread covered with powder particles).
  • the hopper 52 is associated with a device comprising means capable of generating vibrations (of the eccentric type driven in rotation or with ultrasound) which allows a better flow of the powder towards the rotary metering cylinder 60. .
  • a device for measuring the density of the particles deposited on the eraser which apparatus is a CCD camera which gives a measure of the density of particles by contrast (when the particles have a different color from that of the eraser).
  • a cleaning brush is arranged near the rotary measuring cylinder 60 so that the bristles or pins of the brush come into contact with the cavities or grooves of the cylinder to clean them during the rotation of the latter.
  • the cleaning brush can be fixed or rotary.
  • a rotary movement is imparted to the rotary measuring cylinder 60 and the device 1 is moved along the support 9, in the direction of the horizontal arrow of FIG. 1, while exerting a pressure using of the application roller 90 on the layer of particles 2 deposited on the tread 3.
  • the tread 3 can be removed from the support 9 and sent to an assembly station.
  • FIG. 2 illustrates a device 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the frame 8 of the device 1 is fixedly mounted on a support 9 made in the form of a support column of a tire blank 100 or a tube comprising at the periphery an unvulcanized tread 3.
  • the support 9 also comprises means for driving the tire blank 100 in rotation by means of one or more rollers 99. In operation, the speed of movement of the tire blank 100 with respect to the speed of the tire is determined. rotating the rotary measuring cylinder 60 so as to obtain a predetermined density of particles and / or a predetermined pattern of deposition thereof on the tread 3.

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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

Dispositif (1) de dépôt de particules (2) en poudre sur une bande de roulement (3) avant vulcanisation comprenant: - des moyens de montage sur un support (9) apte à recevoir une bande de roulement (3), - des moyens de stockage (5) des particules aptes à alimenter par gravité - des moyens de dosage (6) aptes à contrôler la quantité de particules en provenance des moyens de stockage (5) et à coopérer avec - des moyens de transfert (7) des particules vers la bande de roulement lors d'un déplacement relatif entre les moyens de transfert et le support, Selon l'invention, - les moyens de dosage comprennent un cylindre doseur rotatif (60) dont la génératrice comporte au moins une cavité en communication avec les moyens de stockage (5) destinée à recueillir la poudre et à l'entraîner hors desdits moyens de stockage lorsque le cylindre est mû en rotation.

Description

Dispositif et procédé de dépôt de particules sur la bande de roulement d'un pneumatique
[0001] La présente invention se rapporte aux dispositifs et procédés de fabrication des pneumatiques, et plus particulièrement aux dispositifs et procédés de fabrication des bandes de roulement pour pneumatiques destinés à équiper des véhicules routiers en vue d'une utilisation hivernale.
[0002] Les pneumatiques destinés à une utilisation hivernale, qui sont donc aptes à rouler sur une route recouverte de neige ou de verglas, comportent une bande de roulement dont le motif est facilement reconnaissable grâce à la pluralité de lamelles et incisions présentes sur sa surface de roulement permettant d'assurer une meilleure adhérence sur la route et également un bon drainage de l'eau.
[0003] On a également amélioré la tenue de route en conditions hivernales de ces pneumatiques en utilisant des compositions de caoutchouc ayant des qualités d'adhérence améliorées. Ainsi, il a été constaté que des pneumatiques comportant une bande de roulement réalisée en un caoutchouc mousse présentent une bonne adhérence sur les routes verglacées. Le document JP 2007131084 décrit un tel pneumatique dont la bande de roulement est réalisée en deux couches de caoutchouc mousse ayant des taux d'expansion différents. L'inconvénient d'une bande de roulement en caoutchouc mousse est que, après vulcanisation, une peau fine, mais dense, se forme au contact avec le moule de cuisson et que cette peau couvre les cellules de la mousse et réduit notablement l'adhérence du pneumatique sur les distances parcourues avant l'usure de cette peau.
[0004] On connaît par ailleurs les pneus cloutés qui permettent d'améliorer l'adhérence et la motricité des pneumatiques roulant en conditions d'hiver, mais qui sont nuisibles au revêtement de la route. Pour pallier à ceci, certains constructeurs ont réalisé des pneumatiques dont la bande de roulement englobe des granules de matière dure.
[0005] Le document FR 2 354 895 décrit un pneumatique comportant des granules de friction qui sont liées au mélange de caoutchouc de la bande de roulement après vulcanisation, soit en étant mélangées dans la masse de la bande de roulement, soit en étant rajoutées dans la partie extérieure de la bande de roulement. La solution consistant à introduire des granules de friction dans le mélange de caoutchouc avant l'extrusion de la bande de roulement présente comme principal inconvénient l'usure prématurée des composants de l'extrudeuse venant au contact avec les granules dures du mélange. La solution consistant à poser les granules de friction sur la partie extérieure de la bande de roulement ne garantit pas une distribution uniforme des granules, ni ne permet une bonne adhésion entre les granules et le mélange de caoutchouc de la bande, surtout en cas de forte densité de granules ou de présence d'agrégats sur la surface de la bande de roulement avant vulcanisation.
[0006] Le document JP 2004189195 décrit une autre méthode de fabrication de pneumatique pour utilisation hivernale selon laquelle on fait adhérer les particules dures sur la surface de la bande de roulement avant vulcanisation. Comme dans le cas du document précédent, les mêmes inconvénients liés à la distribution aléatoire des particules sur la surface de la bande de roulement sont à signaler.
[0007] Une solution différente a été décrite dans le document DE 10 2005 018 154 qui propose d'introduire des granules dans la bande de roulement après extrusion en les projetant à l'aide d'un flux d'air. Les granules sont ainsi introduites à l'aide d'un dispositif de sablage qui entraîne les particules dans le flux d'air et les projette à grande vitesse sur la bande de roulement. Un tel dispositif est efficace pour introduire des granules localement, dans une zone spécifique de la bande de roulement, par exemple dans la zone des épaules, à une profondeur et une inclinaison prédéterminées. Toutefois, un tel dispositif à action localisée ne saurait pas assurer une distribution uniforme des granules, avec une bonne répétabilité, sur une zone de dimensions importantes, telle la surface destinée au contact avec le sol de la bande de roulement.
[0008] On connaît par ailleurs, du document EP 0 961 696, un dispositif qui répand des granules en une matière dure sur une bande de caoutchouc étroite, dès sa sortie de l'extrudeuse. Le dispositif comprend un entonnoir contenant des granules placé en communication avec un cylindre rotatif qui transfère les granules à l'intérieur d'une rampe débouchant par une buse de sortie au-dessus de la bande de caoutchouc. Le dispositif est relié à l'extrudeuse, en étant placé immédiatement après la filière d'extrusion, et délivre des granules sur la bande extrudée lors du mouvement de translation de celle-ci en direction d'un poste d'assemblage. La bande ainsi obtenue est ensuite enroulée en spirale, par couches superposées, sur une ébauche de pneumatique pour former la bande de roulement du pneumatique. On note que, après enroulement, des zones de décohésion apparaissent au niveau des jonctions des bandes superposées recouvertes de granules, ce qui provoque des défauts dans la bande de roulement du pneumatique. Par ailleurs, pour distribuer uniformément les granules sur la bande sortant de l'extrudeuse, on doit assurer une coordination stricte de la vitesse de rotation du cylindre rotatif avec la vitesse de déplacement linéaire de la bande de caoutchouc. De ce fait, toute variation de vitesse de déplacement de la bande, liée souvent au fonctionnement de l'extrudeuse, entraîne une distribution non uniforme des granules sur la bande de caoutchouc. De surcroît, la quantité de granules et leur répartition sur la bande extrudée dépendent de la forme et des dimensions de l'orifice de communication entre le réservoir et le rouleau, de la vitesse de rotation du rouleau, de la forme et des dimensions de la buse de sortie, de la forme et des dimensions des granules, etc. La distribution des granules sur la bande extrudée est donc difficilement contrôlable avec un tel dispositif.
[0009] On connaît par ailleurs d'autres dispositifs de dosage décrits dans les documents US 4 261 593, US 5 472 541 , US 1 745 644 ou DE 35 25 090. Ces différents dispositifs de dosage des particules d'engrais, d'adhésif ou de talc utilisent un rouleau de dosage du type roue à aubes, qui est un rouleau comportant des rainures longitudinales sur sa génératrice. Ce type de dispositif convient certes pour répartir une quantité donnée de particules sur une surface en vis-à-vis, mais sans beaucoup de précision d'uniformité ou de continuité par unité de surface. En effet, lors de la rotation du rouleau, un tel dispositif envoie de manière saccadée des doses régulières de particules sur une surface de réception en vis-à-vis, ce qui fait que des amoncellements plus ou moins proéminents de doses se forment sur celle-ci.
[0010] L'invention a pour objet un dispositif et un procédé permettant de remédier aux inconvénients précités, en particulier lorsque l'on souhaite réaliser une bande de roulement comportant une quantité précise de particules en poudre, uniformément distribuées et de manière continue sur la surface de roulement de celle-ci.
[0011] Ces buts sont atteints avec un dispositif de dépôt de particules en poudre sur une bande de roulement avant vulcanisation comprenant : des moyens de montage sur un support apte à recevoir une bande de roulement, des moyens de stockage des particules aptes à alimenter par gravité des moyens de dosage aptes à contrôler la quantité de particules en provenance des moyens de stockage et à coopérer avec des moyens de transfert des particules vers la bande de roulement lors d'un déplacement relatif entre les moyens de transfert et les moyens de support, ledit dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de dosage comprennent un cylindre doseur rotatif dont la génératrice comporte au moins une cavité en communication avec les moyens de stockage agencée de sorte à relier directement les moyens de stockage avec une ouverture de sortie des moyens de dosage, ladite cavité étant destinée à recueillir la poudre et à l'entraîner hors desdits moyens de stockage lorsque le cylindre est mû en rotation. [0012] Un tel dispositif permet le dépôt de particules en poudre sur la bande de roulement d'un pneumatique avant vulcanisation lors d'un défilement en continu de cette dernière par rapport au dispositif, ce qui permet déjà de contrôler la distribution des particules déposées. Selon l'invention, les moyens de dosage comprennent un cylindre doseur rotatif comportant au moins une cavité en communication avec les moyens de stockage agencée de sorte à relier directement les moyens de stockage avec une ouverture de sortie des moyens de dosage, ladite cavité étant destinée à recevoir une quantité prédéterminée de particules en provenance des moyens de stockage pour la transférer sur la bande de roulement, mais uniquement lors de la rotation du cylindre doseur. Ainsi, une telle cavité pratiquée sur la génératrice du cylindre permet de définir précisément la quantité de poudre à déposer, elle étant remplie de particules en poudre sur toute sa longueur définie entre une ouverture d'entrée des particules en provenance des moyens de stockage et une ouverture de sortie des moyens de dosage. Une telle cavité forme donc un conduit reliant directement la sortie des moyens de stockage avec la sortie des moyens de dosage, même lorsque le cylindre doseur est à l'arrêt. La cavité est réalisée de manière à ce que les particules tombent sur la surface de réception en vis-à-vis uniquement lors de l'entraînement en rotation du cylindre doseur. Il a été constaté lors des tests effectués en laboratoire que, en choisissant la taille de la cavité en fonction de la taille et du type des particules, la cavité arrive à se remplir de particules sans que celles-ci passent à travers l'ouverture de sortie de celle-ci lorsque le cylindre doseur est à l'arrêt. Ceci est dû au comportement visqueux de la poudre dont les particules développent des forces de cohésion entre elles qui sont supérieures à la perte de charge de l'écoulement à travers la cavité sous l'effet de la gravité. Les particules sont seulement entraînées à l'extérieur de la cavité par un mouvement de glissement lors de la rotation du cylindre doseur. Ainsi, lorsqu'il est entraîné en rotation, le cylindre doseur fonctionne comme une vanne qui ouvre et ferme alternativement l'ouverture d'entrée dans la cavité et celle de sortie de celle-ci et permet de déposer de manière continue une quantité précise de particules transférées depuis la trémie vers la bande de roulement. En effet, les particules sortent de la cavité du cylindre dès que celui-ci commence à tourner et restent bloquées dans la cavité immédiatement à l'arrêt du cylindre. Ceci permet d'obtenir un dispositif de dosage très réactif et qui permet d'obtenir une distribution très précise des particules sur une surface de réception en vis-à-vis, ce qui convient à la confection d'une bande de roulement pour pneumatique.
[0013] Le dimensionnement de la cavité permet de définir une quantité précise de particules qui est associée à la vitesse de rotation du cylindre et qui permet, en la liant à la vitesse de déplacement relatif par rapport à la bande de roulement, d'obtenir une distribution uniforme de particules dans la couche déposée.
[0014] Avantageusement, le cylindre doseur comporte plusieurs cavités qui sont agencées selon un motif prédéterminé sur sa génératrice. Le motif des cavités pratiquées sur le cylindre correspond au motif de la bande de roulement, la génératrice du cylindre correspondant sensiblement à la largeur de la bande de roulement.
[0015] Ceci permet d'adapter le relief de la génératrice du cylindre doseur aux motifs de la surface de roulement de la bande de roulement. On obtient ainsi une bande de roulement recouverte de particules en poudre uniformément distribuées longitudinalement et transversalement, selon un motif préétabli, et lors d'un défilement en continu sur la surface de roulement de la bande de roulement.
[0016] De préférence, les cavités sont des rainures circonférentielles ou hélicoïdales. En effet, lors des tests réalisés en laboratoire avec des rainures circonférentielles ou hélicoïdales de bons résultats en termes d'homogénéité longitudinale et transversale du dépôt ont été obtenus, ainsi qu'une usure moindre du cylindre doseur rotatif en absence de grippage de celui-ci.
[0017] Avantageusement, lesdits moyens de stockage comprennent une trémie comportant une ouverture inférieure communiquant avec une cavité cylindrique d'un fourreau qui supporte en rotation ledit cylindre doseur rotatif. Une telle trémie permet une alimentation par gravité du cylindre doseur situé en dessous.
[0018] De préférence, ladite cavité cylindrique comporte une ouverture supérieure communiquant directement avec l'ouverture inférieure de la trémie et permettant l'alimentation en particules du cylindre doseur rotatif et une fente diamétralement opposée à l'ouverture et permettant le transfert des particules en poudre vers la bande de roulement. Ainsi, lorsqu'il tourne dans la cavité cylindrique, le cylindre doseur rotatif fonctionne comme une vanne qui ouvre et qui ferme alternativement l'ouverture supérieure et la fente de celle-ci et permet de déposer une quantité précise de particules transférées depuis la trémie vers la bande de roulement. [0019] Avantageusement, le jeu radial entre le diamètre intérieur de la cavité cylindrique et le diamètre extérieur du cylindre doseur rotatif est inférieur au diamètre moyen des particules en poudre utilisées avec le dispositif. Ceci permet au cylindre de tourner à l'intérieur du fourreau tout en empêchant l'accès des particules entre les deux.
[0020] De préférence, le fourreau est monté amovible par rapport à la trémie. Ceci permet d'adapter le fourreau et donc le cylindre doseur qu'il supporte à différentes bandes de roulement. Le cylindre doseur peut avantageusement être monté amovible par rapport au fourreau. [0021] Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend des moyens de déplacement en translation dans la direction longitudinale de la bande de roulement qui est fixe. On garde ainsi la bande de roulement immobile et on déplace le dispositif. [0022] Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif est monté fixe et il est amené à coopérer avec un dispositif d'entraînement en rotation d'une ébauche de pneumatique comportant ladite bande de roulement. Dans ce mode de réalisation, la bande de roulement est mobile et le dispositif est fixe.
[0023] De préférence, lesdites particules sont des billes en verre creuses. [0024] Les billes en verre creuses sont préférées lorsque la bande de roulement est réalisée en une gomme de type mousse. Une telle gomme présente une texture cellulaire avec de bonnes performances d'adhérence sur la glace. Lorsque l'on dépose une couche de billes en verre creuses sur une bande de roulement avant vulcanisation, cette couche créé une interface entre la gomme et la surface de contact avec les secteurs du moule et les billes pénètrent dans la gomme lors de la vulcanisation, tout en restant concentrées en surface (on comprend la zone proche de la couche externe de la bande de roulement). De ce fait, après cuisson du pneumatique, la peau densifïée de la gomme englobe les billes en verre qui peuvent ensuite être éliminées seulement après avoir effectué quelques tours de roue sur la route. [0025] Avantageusement, le diamètre moyen des billes en verre est compris entre 10 et 100 μιη et de préférence compris entre 40 et 80 μιη.
[0026] On utilise ainsi des billes en verre creuses qui ont une dimension comparable à celle des cellules de la gomme de type mousse, ce qui permet, après avoir casser les billes en verre en roulant, de créer des microcavités ayant une même taille que celle de la gomme, et donc d'obtenir un pneumatique dont la bande de roulement a la performance d'adhérence souhaitée. [0027] Avantageusement, le dispositif comprend un rouleau d'application agencé à proximité en aval du cylindre doseur rotatif par rapport au sens du dépôt de la couche de poudre.
[0028] Ceci permet d'obtenir un bon ancrage des particules en poudre après dépôt et permet le transfert de la bande de roulement vers d'autres postes de fabrications.
[0029] Les buts de l'invention sont également atteints avec un procédé de fabrication de bande de roulement pour pneumatique par dépôt de particules en poudre sur une bande de roulement avant vulcanisation à l'aide d'un dispositif comprenant des moyens de montage sur un support apte à recevoir une bande de roulement, des moyens de stockage, des moyens de dosage et des moyens de transfert de particules, l'opération de dépôt comportant les étapes suivantes: alimentation par gravité des particules en provenance des moyens de stockage, dosage de la quantité de particules transférées depuis les moyens de stockage à l'aide des moyens de dosage, transfert des particules sur la bande de roulement à l'aide des moyens de transfert lors d'un déplacement relatif entre les moyens de transfert et le support, ledit procédé étant caractérisé en ce que le dosage se fait en mettant en communication au moins une cavité située sur la génératrice d'un cylindre doseur rotatif appartenant aux moyens de dosage avec lesdits moyens de stockage, ladite cavité étant agencée de sorte à relier directement les moyens de stockage avec une ouverture de sortie des moyens de dosage, de manière à ce que ledit cylindre puisse recueillir une quantité prédéterminée de poudre et l'entraîner hors des moyens de stockage lorsqu'il est mû en rotation.
[0030] Avantageusement, une étape supplémentaire de rouletage immédiatement après le dépôt de la couche de poudre. Ceci permet, grâce à l'utilisation d'un rouleau applicateur, de mieux fixer les particules sur la bande de roulement, tout en évitant de faire appel à des produits de collage.
[0031] Le procédé de l'invention trouve son application dans la fabrication d'un pneumatique. [0032] L'invention sera mieux comprise grâce à la suite de la description, qui s'appuie sur les figures suivantes :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'application de particules selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique frontale d'un dispositif d'application de particules selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3a est une vue de dessus d'un ensemble formant des moyens de dosage du dispositif de l'invention, la figure 3b une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 3 a et la figure 3 c est une vue en coupe selon le plan B-B de la figure 3b ;
- la figure 4a est une vue de dessus d'un cylindre doseur selon un mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention et la figure 4b une vue à échelle agrandie du détail C de la figure 4a ;
- les figures 5 a et 5b sont des vues de dessus partielles des cylindres doseurs selon des variantes de réalisation du dispositif de l'invention ;
- les figures 6a et 6b sont des vues de dessus partielles des cylindres doseurs selon d'autres variantes de réalisation du dispositif de l'invention ;
- les figures 7a à 7e représentent, dans des vues de dessus, des exemples de réalisation de bandes de roulement recouvertes de particules déposées avec le dispositif de l'invention.
[0033] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent la même référence. Leur description n'est donc pas systématiquement reprise.
[0034] A la figure 1 , on a représenté schématiquement un dispositif 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention, dispositif qui est apte à déposer des particules 2 en poudre sur une bande de roulement 3 avant vulcanisation. Dans ce mode de réalisation, la bande de roulement 3 est posée à plat sur une table qui forme le support 9. Le dispositif 1 comprend un bâti 8 qui supporte des moyens de stockage 5 de particules en poudre, des moyens de dosage 6 et des moyens de transfert 7 des particules vers la bande de roulement 3. Dans l'exemple illustré à la figure 1 , on déplace le bâti 8 du dispositif par rapport à la table, par exemple en munissant le bâti 8 de roulettes motorisées se déplaçant dans un rail de guidage (non représentés sur la figure 1). Dans une variante de ce mode de réalisation on déplace la table par rapport au bâti 8 du dispositif 1.
[0035] Les moyens de stockage 5 du dispositif comprennent une trémie 51 de forme intérieure conique comportant une ouverture inférieure 52 pour transférer par gravité la poudre vers les moyens de dosage 6. Un filtre 53 est prévu dans la partie supérieure de la trémie 51 afin de protéger son contenu d'impuretés. Un malaxeur 54 est prévu à l'intérieur de la trémie 51 afin de concasser les agrégats et d'assurer l'écoulement des particules en direction de l'ouverture inférieure 52 de sortie lors de son entraînement en rotation. Dans une variante de l'invention, les moyens de dosage comportent un dispositif de pesage qui permet de contrôler en continu la quantité de particules transférées vers les moyens de dosage 6 depuis la trémie 51. [0036] L'ouverture inférieure 52 ou de sortie de la trémie 51 est mise directement en communication avec l'ouverture supérieure ou d'entrée 62d'un fourreau 61 qui est fixé sur la partie inférieure de la trémie 52, par exemple en utilisant des vis de fixation. Le fourreau 61 est placé immédiatement au-dessus de la bande de roulement 3, il supporte des moyens de dosage 6 du dispositif et permet leur mise en communication avec les moyens de transfert 7 des particules en poudre vers la bande de roulement 3. Pour ceci, le fourreau 61 comporte une fente 63 formant l'ouverture de sortie des particules en poudre en direction de la bande de roulement 3, la fente 63 étant diamétralement opposée à l'ouverture supérieure ou d'entrée 62.
[0037] Selon l'invention, les moyens de dosage 6 comprennent un cylindre doseur rotatif 60 comportant au moins une cavité qui définit une quantité reproductible de particules en poudre et qui met directement en communication la trémie 52 avec la fente 63 qui forme l'ouverture de sortie du fourreau en direction de la bande de roulement formant la surface de réception des particules en poudre distribuées par le dispositif. Dans un exemple préféré de réalisation de l'invention, ladite cavité est réalisée sous forme d'une rainure 70. La ou les rainures(s) 70 s'étend(ent) sensiblement sur toute la longueur utile du cylindre doseur 60, qui est sensiblement égale à la largeur de la bande de roulement 3, les dimensions et formes de leurs profils étant constantes ou pouvant varier le long de la génératrice du cylindre doseur 60. [0038] La figure 4a illustre un exemple préféré de réalisation du cylindre doseur 60 de l'invention comportant plusieurs rainures 70 circonférentielles identiques, uniformément réparties sur la longueur utile du cylindre doseur 60 et dont le profil est mieux visible à la figure 4b. Par rainure circonférentielle on comprend un canal circulaire creusé sur une certaine profondeur sur le pourtour du cylindre doseur, le plan médian du canal formant un angle droit ou incliné avec l'axe longitudinal du cylindre doseur 60. Les rainures 70 sont réalisées dans la partie centrale formant partie utile 71 du cylindre doseur 60 dont les parties d'extrémité 64, 65 sont usinées de manière à pouvoir tourner dans des paliers de support en rotation au sein du fourreau 61 (fig. 3b) lorsque le cylindre est mû en rotation. L'extrémité 66 du cylindre doseur est couplée à des moyens d'entraînement en rotation, tel un moteur électrique comportant des moyens de commande et de régulation de sa vitesse de rotation (non représentés sur les dessins).
[0039] Les figures 3a à 3c illustrent un ensemble formé par le cylindre doseur 60 de la figure 4a installé dans le fourreau 61. L'ouverture supérieure 62 a une longueur sensiblement égale à la longueur de la partie utile 71 du cylindre doseur 60 avec lequel elle communique via un orifice d'alimentation 67 situé dans la partie inférieure d'un passage 68 en forme d'entonnoir. La longueur de la partie utile 71 du cylindre doseur étant sensiblement égale à la largeur de la bande de roulement, l'ensemble formé par le fourreau 61 et le cylindre doseur 60 est de préférence monté de manière facilement démontable par rapport au bâti 8 du dispositif afin de pouvoir l'adapter à différentes dimensions de bandes de roulement. Dans une variante, le fourreau 61 comporte des volets coulissants (non représentés) permettant d'occulter une partie de l'ouverture d'alimentation 67 et donc d'adapter la partie chargée en particules en poudre du cylindre doseur 60 à la largeur de la bande de roulement 3. [0040] La partie utile 71 du cylindre 60 est amenée à tourner avec un jeu prédéterminé dans une cavité 69 du fourreau 61. La cavité 69 a une forme cylindrique, ses parois sont lisses et ont, de préférence, subi un traitement de surface en vue d'augmenter leur résistance à l'usure au contact des particules en poudre. Le jeu prévu entre les parois de la cavité 69 et le diamètre maximum de la partie utile 71 du cylindre doseur 60 est choisi de manière à empêcher le passage des particules 2, tout en permettant la rotation du cylindre doseur. De préférence, ce jeu est inférieur au diamètre moyen de particules en poudre. De cette manière uniquement les particules remplissant la ou les cavités peuvent être transférées vers la surface de la bande de roulement, ce qui permet un dosage précis de leur quantité. Ainsi, dans le cas du cylindre doseur des figures 4a, 4b, ce jeu est défini entre le diamètre extérieur des nervures cylindriques 72 séparant deux rainures 70 circonférentielles et le diamètre intérieur de la cavité 69 de manière à ce qu'il soit inférieur au diamètre moyen des particules en poudre. Les particules 2 en poudre sont amenées à passer depuis la trémie 51via l'orifice d'alimentation 67 pour remplir les rainures 70 du cylindre doseur 60 sur une largeur égale à celle de l'orifice d'alimentation 67, et ceci au fur et à mesure de la rotation du cylindre doseur 60. La mise en communication de la fente 63 avec les rainures 70 contenant des particules 60 lors de la rotation du cylindre doseur permet de transférer les particules en poudre sur la surface de la bande de roulement 3. Le cylindre doseur rotatif 60 fonctionne ainsi comme une vanne qui assure, lors de sa rotation, l'ouverture et la fermeture de la fente 63. Ainsi, la quantité de particules en poudre déposée sur la bande de roulement est déterminée en fonction de la capacité (ou volume) des cavités du cylindre venant au regard de la fente 63, de la vitesse de rotation du cylindre doseur 60 et de la vitesse de déplacement relatif du cylindre doseur 60 par rapport à la bande de roulement 3.
[0041] La largeur de l'orifice d'alimentation 67 est choisie de manière à ce que les rainures 70 puissent se remplir de particules lorsqu'elles viennent au regard de l'orifice d'alimentation 67, tout en tenant compte de la vitesse rotation du cylindre doseur 60 et de celle de son déplacement relatif par rapport à la bande de roulement 3. La largeur de la fente 63 est déterminée en fonction du débit de particules à fournir par le dispositif. Pour un débit prédéterminé, la largeur de l'orifice d'alimentation 67 est avantageusement supérieure à celle de la fente 63. A titre d'exemple, la largeur de l'orifice d'alimentation 67 est au moins deux fois supérieure à celle de la fente 63.
[0042] La fente 63 se trouve directement en regard et au-dessus de la bande de roulement, à une hauteur prédéterminée, appelée hauteur de tombée, par rapport à celle-ci de manière à ce que les particules en poudre forment une couche uniforme en tombant sur la surface supérieure de la bande de roulement, sans traces de stries au niveau des rainures 72. De préférence, le dispositif 1 comprend des moyens de réglage de la hauteur de tombée des particules.
[0043] Dans l'exemple de réalisation de l'invention illustré aux figures 3a, 4a, 4b, 5a et 5b, le cylindre doseur rotatif 60 comprend des cavités en forme de rainures circonférentielles qui peuvent être droites ou inclinées.
[0044] Dans un autre exemple de réalisation illustré aux figures 6a et 6b, les cavités du cylindre doseur rotatif 60 sont des rainures hélicoïdales. Ainsi, dans une variante (fïg. 6a), le cylindre doseur 60 comprend une rainure hélicoïdale 70a s'étendant sur la longueur de la partie utile 71 de celui-ci. Dans une variante de cet exemple (fïg. 6b), le cylindre doseur 60 comprend deux rainures hélicoïdales 70a, 70b, inclinées l'une à droite et l'autre à gauche à partir du centre 70c de la partie utile 71. Dans encore une autre variante, le cylindre doseur comprend deux rainures hélicoïdales croisées, inclinées à droite et à gauche, leurs pas pouvant être égaux ou différents et s'étendant sur la partie utile de celui-ci. De bons résultats ont été obtenus avec des rainures en hélice dont l'angle est compris entre 2° et 10° et ayant un pas compris entre 1 ,5 et 5 mm.
[0045] Les profils des rainures selon ces exemples peuvent être triangulaires, trapézoïdaux, circulaires ou coniques.
[0046] Les figures 5 a et 5b illustrent deux exemples de réalisation de cylindres doseurs rotatifs 60 de l'invention. Le cylindre doseur de la figure 5a comporte plusieurs rainures circonférentielles droites 70' de profil triangulaire et pas constant s'étendant sur la longueur de la partie utile 71 du cylindre doseur. Le cylindre doseur de la figure 5b comporte deux séries de rainures circonférentielles droites 70' ayant un premier pas p' vers ses extrémités, une série de rainures circonférentielles droites 70" ayant un pas p" inférieur au pas p' vers le centre et deux zones intermédiaires cylindriques 73 à profil lisse. La distribution de particules en poudre selon l'exemple de la figure 5b est constante sur la longueur, mais variable sur la largeur de la bande de roulement, une densité plus importante de particules étant ainsi obtenue vers les extrémités, une plus faible au centre et une densité nulle dans les entre les deux, au regard des zones intermédiaires 73 du cylindre doseur.
[0047] Des combinaisons de ces types de rainures, à pas et profils différents peuvent être envisagées dans le cadre de l'invention afin d'adapter le cylindre doseur rotatif de l'invention au motif de la bande de roulement. [0048] Le cylindre doseur rotatif est réalisé en un matériau métallique, tel un acier, traité pour résister à l'abrasion des particules et présentant un bon état de surface. La surface du cylindre doseur est lisse et polie, sa rugosité Ra est de préférence comprise entre 0,4 et 0,8, pour obtenir un bon état de surface et favoriser ainsi l'écoulement des particules dans ses rainures. [0049] Les figures 7a à 7e illustrent des exemples de bandes de roulement recouvertes de particules en poudre déposées avec le dispositif 1 de l'invention. Ainsi, la figure 7a illustre une bande de roulement 3 a uniformément recouverte de particules sur toute sa longueur et sensiblement sur toute sa largeur 74 (hormis deux bandes d'extrémité 80 prévues pour des raisons d'assemblage avec d'autres composés caoutchouteux), dépôt qui est obtenu en déplaçant un cylindre doseur rotatif du type illustré à la figure 5 a qui a une longueur utile 71 adaptée à celle à recouvrir 74 de la bande de roulement 3 a, sur la longueur de cette dernière. La bande de roulement 3b de la figure 7b est obtenue avec un cylindre doseur rotatif similaire à celui de la figure 5a mais qui comporte une partie cylindrique lisse exempte de rainures en sa partie centrale pour obtenir une zone exempte de particules 81 et deux zones recouvertes 75. La bande de roulement 3c de la figure 7c comporte, sur toute sa longueur, deux zones d'extrémité 76 dont la densité de particules est différente, par exemple supérieure, à celle de la zone centrale 77, ces zones étant séparées par des zones exemptes de particules 81. Une telle bande de roulement peut être obtenue avec un cylindre doseur du type illustré à la figure 5b. [0050] La bande de roulement 3d de la figure 7d comporte des zones isolées 78 de forme générale rectangulaire recouvertes de particules, zones qui sont uniformément réparties sur la longueur de la bande de roulement. De telles zones isolées 78 peuvent être obtenues en imposant des temps d'arrêt de la rotation du cylindre doseur rotatif pendant son déplacement linéaire par rapport à la bande de roulement ou en faisant varier la vitesse de déplacement linéaire par rapport à la bande de roulement du cylindre doseur rotatif lorsqu'il tourne à vitesse constante, ou encore en adaptant le profil et le diamètre du cylindre doseur rotatif 60, pour un déplacement linéaire à vitesse constante et une vitesse de rotation constante sur toute la longueur de la bande de roulement. La bande de roulement 3e de la figure 7e présente des zones isolées 78, deux zones isolées 78 étant séparées par une zone isolée supplémentaire 79 ayant une densité de particules différente de celle de la zone 78. Une telle bande de roulement peut être obtenue, comme décrit pour la figure 6d, en modulant les vitesses de rotation du cylindre doseur et de déplacement linéaire par rapport à la bande de roulement ou encore en adaptant le profil du cylindre doseur de manière à ce que, lords d'une rotation, ses rainures puissent distribuer des particules en poudre ayant deux densités différentes (par exemple en pratiquant deux séries de rainures longitudinales à pas différents sur sa génératrice).
[0051] Le dispositif 1 de l'invention comprend, de plus, un rouleau d'application 90 déformable qui est réalisé de manière à tourner librement et à appliquer une force verticale F sur la couche de particules 2 déposée. Le rouleau d'application 90 est situé en aval par rapport au cylindre doseur 60 dans le sens de déplacement de celui-ci par rapport à la bande de roulement. Un châssis 91 qui supporte le rouleau d'application 90 déformable dans la direction radiale est amené, par l'intermédiaire d'un vérin d'application (non illustré), au contact de la surface supérieure recouverte de particules en poudre 2 de la bande de roulement 3, après la mise en rotation du cylindre doseur rotatif 60. Le rouleau d'application 90 déformable de l'exemple représenté est un rouleau souple, par exemple un rouleau comportant un revêtement en silicone sur un moyeu rigide. Dans une variante, le rouleau d'application 90 est du type comportant un ensemble de plusieurs disques agencés côte-à-côte longitudinalement et mobiles radialement les uns par rapport aux autres. Un dispositif pneumatique force chacun des disques à se déplacer dans la direction radiale jusqu'à ce que le disque vienne en contact avec le profil de pose. La largeur du rouleau d'application 90 déformable correspond sensiblement à la largeur de la bande de roulement 3, ce qui fait que les points de mise en contact du rouleau d'application déformable sont répartis sur toute la largeur de celle-ci. [0052] Le rouleau d'application 90 permet ainsi un bon ancrage des particules en poudre 2 dans la gomme de la bande de roulement 3 avant vulcanisation, ce qui permet son transfert en vue de l'assemblage ou de la vulcanisation, sans perte de particules en poudre. De préférence, un revêtement du type fluoré (PTFE) est déposé sur la périphérie du rouleau d'application 90 afin d'empêcher l'adhésion des particules 2 en poudre sur celui-ci et de favoriser leur adhésion sur la surface de la bande de roulement 3. Le diamètre du rouleau et la valeur de la force F sont choisis en fonction du type de particules en poudre à appliquer et du type de gomme de la bande de roulement, ces valeurs du rouleau étant, de préférence, réglables.
[0053] Le matériau de la bande de roulement est de préférence une gomme de type mousse qui présente une bonne tenue sur les routes verglacées. Les particules déposées sur une telle bande de roulement sont, de préférence, des particules creuses ou solubles dans l'eau (par exemple chlorure de sodium) ayant un diamètre moyen compris entre 10 et 100 μιη et de préférence compris entre 40 et 80 μιη. En effet, la taille des particules est sensiblement égale à la taille des cellules de la gomme de type mousse de la bande de roulement, ce qui fait que les particules creuses ou solubles à l'eau qui occupent les cellules de la surface de la bande de roulement lors de la vulcanisation, sont éliminées lors roulage du pneu. Ainsi, une usure sur quelques km du pneumatique suffit pour ouvrir les cellules et assurer une bonne adhérence sur sol glacé du pneumatique.
[0054] Les microbilles de verre ayant un diamètre moyen compris entre 40 et 80 μιη ont donné de bons résultats lors des tests effectués en laboratoire. A titre d'exemple, on obtient une couche uniformément distribuée sur toute la longueur de la bande de roulement lors du dépôt de ces particules avec le dispositif 1 de l'invention comportant un cylindre doseur 60 qui présente un diamètre d'environ 12 mm, il comporte des rainures circonférentielles 70 ayant un profil en demi-cercle de diamètre d'environ 0,8 mm et ayant un pas d'environ 1 ,2 mm et lorsqu'il est placé par rapport à la surface de la bande de roulement à une hauteur de tombée d'environ 6 mm.
[0055] D'autres particules de préférence de forme sphérique, réalisés dans d'autres matériaux peuvent toutefois être utilisées, notamment des granules de sable, de pierre, de céramique, ou métalliques ayant un diamètre moyen supérieur à quelques dizaines de microns et inférieur ou égal à 2mm.
[0056] La couche de particules déposées avec le dispositif de l'invention a une épaisseur d'environ 0,3 à 0,5 mm.
[0057] La densité optimale de particules déposées est comprise entre 50% et 70% est de préférence de 65 % (par densité de particules déposées on comprend le pourcentage de surface de la bande de roulement recouverte de particules en poudre).
[0058] Dans une variante, on associe à la trémie 52 un dispositif comportant des moyens aptes à générer des vibrations (du type à excentrique entraîné en rotation ou à ultrasons) qui permet un meilleur écoulement de la poudre en direction du cylindre doseur rotatif 60.
[0059] Dans une autre variante, on associe au dispositif 1 un appareil de mesure de la densité des particules déposées sur la gomme, appareil qui est une caméra CCD qui donne une mesure de la densité de particules par contraste (lorsque les particules ont une couleur différente de celle de la gomme). [0060] Dans une variante supplémentaire, on agence une brosse de nettoyage à proximité du cylindre doseur rotatif 60 de manière que les poils ou picots de la brosse viennent au contact des cavités ou rainures du cylindre pour les nettoyer lors de la rotation de ce dernier. La brosse de nettoyage peut être fixe ou rotative.
[0061] En fonctionnement, on imprime un mouvement de rotation au cylindre doseur rotatif 60 et on déplace le dispositif 1 le long du support 9, dans le sens de la flèche horizontale de la figure 1 , tout en exerçant une pression à l'aide du rouleau d'application 90 sur la couche de particules 2 déposées sur la bande de roulement 3. A la fin de l'opération, la bande de roulement 3 peut être retirée du support 9 et envoyée vers un poste d'assemblage.
[0062] La figure 2 illustre un dispositif 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le bâti 8 du dispositif 1 est monté fixe sur un support 9 réalisé sous forme d'une colonne de support d'une ébauche de pneumatique 100 ou d'un tube comportant en périphérie une bande de roulement 3 non vulcanisée. Le support 9 comporte par ailleurs des moyens permettant l'entraînement en rotation de l'ébauche de pneumatique 100 moyennant un ou plusieurs rouleaux 99. En fonctionnement, on détermine la vitesse de déplacement de l'ébauche de pneumatique 100 par rapport à la vitesse de rotation du cylindre doseur rotatif 60 de manière à obtenir une densité prédéterminée de particules et/ou un motif prédéterminé de dépôt de celles-ci sur la bande de roulement 3. Ensuite, on fait tourner le cylindre doseur rotatif 60 et, dans le sens contraire, l'ébauche de pneumatique 100, tout en exerçant une pression à l'aide du rouleau d'application 90 sur la couche de particules 2 déposées sur la bande de roulement. [0063] D'autres variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être envisagés sans sortir du cadre de ses revendications.
[0064] Ainsi, on peut utiliser deux dispositifs agencés en série, l'un derrière l'autre ou l'un à côté de l'autre, aptes à déposer des particules en poudre de types ou granulométries différentes ou avec des cylindres doseurs de profils différents sur une même bande de roulement.
[0065] Par ailleurs, on peut envisager d'appliquer une couche de colle sur la bande de roulement en amont du dépôt de particules en poudre avec le dispositif de l'invention, ce qui permet aux particules de mieux adhérer à la bande de roulement. Le rouleau applicateur pourrait être absent dans ce cas.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de dépôt de particules (2) en poudre sur une bande de roulement (3) avant vulcanisation comprenant:
- des moyens de montage sur un support (9) apte à recevoir une bande de roulement (3),
- des moyens de stockage (5) des particules aptes à alimenter par gravité
- des moyens de dosage (6) aptes à contrôler la quantité de particules en provenance des moyens de stockage (5) et à coopérer avec
- des moyens de transfert (7) des particules vers la bande de roulement lors d'un déplacement relatif entre les moyens de transfert et le support, ledit dispositif étant caractérisé en ce que :
- les moyens de dosage comprennent un cylindre doseur rotatif (60) dont la génératrice comporte au moins une cavité en communication avec les moyens de stockage (5) agencée de sorte à relier directement les moyens de stockage avec une ouverture de sortie (63) des moyens de dosage (6), ladite cavité étant destinée à recueillir la poudre et à l'entraîner hors desdits moyens de stockage lorsque le cylindre est mû en rotation.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre doseur comporte plusieurs cavités qui sont agencées selon un motif prédéterminé sur sa génératrice.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les cavités sont des rainures circonférentielles ou hélicoïdales.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage comprennent une trémie (51) comportant une ouverture inférieure (52) communiquant avec une cavité cylindrique (69) d'un fourreau (61) qui supporte en rotation ledit cylindre doseur rotatif (60).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite cavité cylindrique (69) comporte une ouverture (62) communiquant directement avec l'ouverture inférieure (62) et permettant l'alimentation en particules du cylindre doseur rotatif (60) et une fente (63) diamétralement opposée à l'ouverture (62) et permettant le transfert des particules en poudre vers la bande de roulement (3).
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le jeu radial entre le diamètre intérieur de la cavité cylindrique (69) et le diamètre extérieur du cylindre doseur rotatif est inférieur au diamètre moyen des particules en poudre utilisées.
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le fourreau (61) est monté amovible par rapport à la trémie (51).
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déplacement en translation dans la direction longitudinale de la bande de roulement qui est fixe.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est monté fixe et en ce qu'il est amené à coopérer avec un dispositif d'entraînement en rotation d'une ébauche de pneumatique comportant ladite bande de roulement.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules sont des billes en verre creuses.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le diamètre moyen des billes en verre est compris entre 10 et 100 μιη et de préférence compris entre 40 et 80 μιη.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau d'application (90) agencé à proximité en aval du cylindre doseur rotatif (60) par rapport au sens du dépôt de la couche de poudre.
13. Procédé de fabrication de bande de roulement pour pneumatique par dépôt de particules en poudre sur une bande de roulement avant vulcanisation à l'aide d'un dispositif (1) comprenant des moyens de montage sur un support apte à recevoir une bande de roulement, des moyens de stockage (5), des moyens de dosage (6) et des moyens de transfert (7) de particules, l'opération de dépôt comportant les étapes suivantes:
- alimentation par gravité des particules en provenance des moyens de stockage (5),
- dosage de la quantité de particules transférées depuis les moyens de stockage (5) à l'aide des moyens de dosage (6),
- transfert des particules sur la bande de roulement à l'aide des moyens de transfert (7) lors d'un déplacement relatif entre les moyens de transfert et le support, ledit procédé étant caractérisé en ce que le dosage se fait en mettant en communication au moins une cavité située sur la génératrice d'un cylindre doseur rotatif (60) appartenant aux moyens de dosage avec lesdits moyens de stockage, ladite cavité étant agencée de sorte à relier directement les moyens de stockage avec une ouverture de sortie (63) des moyens de dosage (6), de manière à ce que ledit cylindre puisse recueillir une quantité prédéterminée de poudre et l'entraîner hors des moyens de stockage lorsqu'il est mû en rotation.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire de rouletage immédiatement après le dépôt de la couche de poudre.
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