Brevet FR2678862A1 — publié le 19930115

La présente invention concerne les moules pour pneumatiques, et plus précisément les moules du type à secteurs Dans ce type de moule, l'espace de moulage de la surface extérieure du pneumatique est défini par deux coquilles, chacune assurant le moulage d'un flanc, et par une couronne de secteurs assurant le moulage de la bande de roulement. La fabrication des pneumatiques, et plus particulièrement la phase de vulcanisation, nécessite une mise sous pression de l'ébauche du pneumatique et un apport de calories à celle-ci. Les moules de cuisson du type "à secteurs" sont réalisés en plusieurs pièces assemblées et animées par une cinématique appropriée, bien connue de l'homme du métier Un exemple en est donné par le brevet US 3 792 979. Pendant la vulcanisation, une certaine pression est exercée sur le matériau à mouler (caoutchouc cru), qui par ailleurs subit une importante diminution de viscosité, engendrée par l'élévation de température Idéalement, pour éviter les bavures de moulage, les plans de joints du moule de cuisson devraient rester étanches, ou présenter un jeu inférieur ou égal au jeu faible autorisé par les caractéristiques physiques des mélanges de caoutchouc au moment de la vulcanisation (quelques centièmes de millimètres, de l'ordre de 0,03 mm) Précisons que l'on appelle "plans de joints" les interfaces entre chaque pièce monobloc constituant le moule, à savoir les coquilles et les secteurs. Malheureusement, cette étanchéité est en pratique le plus souvent insuffisante et il apparaît des défauts de moulage connus sous le nom de "bavures de moulage", constituées par du caoutchouc qui s'est insinué dans les interfaces existant entre secteurs, et entre coquilles et secteurs. Le problème subsistant dans l'état de la technique est 2 - illustré par les figures jointes dans lesquelles la figure 1 est une coupe dans un plan méridien d'un moule à secteurs connu, laissant apparaître un secteur 1 et les coquilles latérales 2 et les figures 2 et 3 montrent une coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe du moule, schématisant les deux types de configuration que prennent en pratique ces moules à secteurs. La conception actuelle des moules peut être comparée à un cylindre fractionné en secteurs que l'on soumet à la fois à des pressions intérieures et extérieures Convenons d'appeler "cercle d'emboîtage" C 1 le cercle fictif relevé à l'interface avec une coquille 2 latérale, mesuré sous la couronne de secteurs 1 lorsque tous les secteurs 1 sont en contact les uns sur les autres dans le sens circonférentiel Le cercle correspondant, mesuré sur la coquille 2 s'appellera "cercle coquille" C 2 On utilise à dessein le terme "cercle" car cette interface est soit cylindrique, soit tronconique comme sur les figures Dans ce cas, on ne peut parler de cercle stricto sensu que pour une position axiale déterminée seulement, mais ce détail technologique est sans importance pour la compréhension du problème posé, et de la solution apportée par l'invention. Dans le cas de la figure 2, le cercle d'emboîtage C 1 est plus grand que le cercle coquille C 2 A la fermeture du moule, il n'y a pas de jeu entre secteurs 1 Un jeu radial J 1 subsiste entre le cercle d'emboîtage C 1 relevé sur la couronne des secteurs 1 et le cercle coquille C 2. Dans le cas de la figure 3, le cercle d'emboîtage secteurs Ci que l'on aurait pu mesurer si les secteurs avaient pu se rapprocher jusqu'à venir en contact les uns sur les autres serait plus court que le cercle coquille C 2 Ce rapprochement est impossible car auparavant les secteurs 1 entrent en contact avec les coquilles Un jeu J 2 subsiste entre les secteurs 1 en butée sur la coquille Il n'y a donc pas de jeu entre un secteur 1 et la coquille 2 Ce n'est que dans le cas intermédiaire théorique compris entre la configuration illustrée par la figure 2 et celle illustrée par la figure 3, que l'on pourrait avoir une étanchéité totale du moule. L'invention propose de résoudre ce problème en rendant la couronne de secteurs 1 circonférentiellement compressible sous l'effet de l'effort de frettage F de cette couronne conféré par la presse de vulcanisation. Le moule pour pneumatiques selon l'invention, composé de deux coquilles assurant chacune le moulage d'un flanc du pneumatique, et d'une couronne de secteurs assurant le moulage de la bande de roulement du pneumatique, chaque secteur comportant un support et une garniture de moulage reliée au support par des moyens de fixation, ladite garniture étant située radialement à l'intérieur du support, couronne dont les secteurs sont, en position de fermeture dudit moule, tous en contact deux à deux dans le sens circonférentiel, et en contact sur les coquilles par leurs extrémités latérales, est caractérisé en ce que chaque secteur comporte un segment en arc de cercle, fixé sur le support à chacune des extrémités latérales, de telle sorte que, en position de fermeture dudit moule: 1) les secteurs sont en contact les uns sur les autres obligatoirement via lesdits segments, et jamais via les supports,2) le contact entre secteurs et coquilles est assuré exclusivement via les segments, 3) tous les segments sont en compression par leur appui les uns sur les autres. Les figures 4 et suivantes permettent de bien comprendre le principe de réalisation d'un moule, tel que proposé par l'invention. 4 - La figure 4 est une coupe méridienne d'un moule selon l'invention. La figure 5 est une coupe selon V-V à la figure 4. La figure 6 illustre un détail du moule selon l'invention. La figure 7 est une coupe selon VII-VII à la figure 6. La figure 8 illustre un autre détail du moule. A la figure 4, on voit qu'un secteur 1 comporte un support , et une garniture de moulage 11, en général en aluminium. De façon fort avantageuse, celle-ci est maintenue sur le support 10 par les segments 3, qui assurent ainsi la fixation de la garniture de moulage sur le support Les segments 3 sont donc fixés sur le support 10 et enserrent la garniture 11 On voit à la figure 5 que les supports 10 ne sont pas en contact les uns sur les autres Il subsiste toujours un jeu J 10 entre supports. Le principe du moule selon l'invention consiste à pouvoir diminuer élastiquement la circonférence du cercle d'emboîtage Cl jusqu'à le faire coïncider avec le cercle coquille C 2, en utilisant les efforts disponibles dans la presse dans laquelle le moule est monté, appliqués sur la couronne de secteurs par une frette 4 agissant sur une portée tronconique, ou par tout autre dispositif d'effet équivalent. Il faut pour cela diminuer la raideur circonférentielle du cylindre constituant la couronne de secteurs 1, en diminuant sa section S intervenant dans l'effort circonférentiel, grâce à des segments 3 qui, mis bout à bout, constituent deux joncs de faible section (voir figures 4 et 5) Seuls les segments 3 constituant les joncs latéraux se compriment, un jeu J 10 - étant prévu entre les supports 10 qui donc ne sont pas mis en compression par leurs faces 110. Sous l'action de la force F, entraînant, via la frette 4 un effort résultant radial R, les segments 3, en contact sur leurs extrémités, se compriment comme il en serait d'un tube soumis à une pression extérieure Le raccourcissement des segments 3 autorise l'avance des supports 10, non en contact entre eux, jusqu'à obtention de l'appui des segments sur les coquilles 2. Toutes les garnitures de moulage 11 portant le négatif de la sculpture de la bande de roulement sont dimensionnées de telle sorte qu'elles soient elles aussi comprimées circonférentiellement au moins lors de la première fermeture du moule Dans le sens circonférentiel, de préférence, elles débordent donc légèrement de part et d'autre de chaque segment 3. Dans cet exemple, comme dans la plupart des réalisations de moules pour pneumatiques, les garnitures de moulage Il sont exécutées en fonderie dans un alliage d'aluminium, et toutes les autres pièces (supports 10 et segments 3, coquilles 2) sont réalisées en acier. Les faibles caractéristiques (module d'élasticité E, limite élastique R) des alliages d'aluminium, considérablement minorées (en particulier Re) par la température, autoriseront, lors de la première fermeture du moule, une auto-adaptation (raccourcissement permanent) en périmètre de l'ensemble des garnitures de moulage 11 au périmètre minimum permis par les autres pièces du système, et en particulier par le contact des segments 3 sur les coquilles 2 Il faut donc que, du moins à la température de vulcanisation, le cercle formé par les garnitures soit supérieur ou égal au périmètre formé par les segments D'une manière générale, tout l'aspect dimensionnel de la description de cette invention s'entend à la température de vulcanisation. Ainsi, on a réussi à éliminer les jeux et, en conséquence, toute pénétration de la matière à mouler dans les interstices formés par les jonctions des différentes pièces réunies, afin qu'il n'apparaisse plus de bavure de moulage sur les pneumatiques. De préférence, chaque segment 3 comporte une face 30 entrant en contact avec le pneumatique lorsque le moule est en position de moulage, et la fixation des segments 3 sur les supports 10 sera placée d'une part dans une zone sans mouvement relatif des pièces (au milieu de l'arc que constitue un support) pour implanter une vis 13 de fixation avec immobilisation des segments 3 sur un support D'autre part, on peut implanter une vis plus longue 14, traversant les supports dans des trous autorisant une flexion des vis comme indiqué à la figure 8, pour permettre un glissement circonférentiel du segment par rapport au support, afin d'absorber les variations de longueur du segment au cours de la fermeture du moule. La souplesse du segment 3 lui permet aussi de s'adapter à la courbure de son support 10 Ainsi, il est possible de tourner le segment à un diamètre différent de son diamètre d'utilisation dans la mesure o sa longueur développée correspond à sa longueur d'utilisation Les points de fixation du segment sur son support doivent être dans ce cas tels qu'ils permettent cette adaptation en diamètre. Dans la technologie classique, c'est-à-dire celle illustrée par la figure 2, comme il est nécessaire que tous les supports des secteurs entrent en contact les uns sur les autres, il est impossible d'obtenir ces supports par simple découpage d'une seule pièce annulaire venue de fonderie En effet, le découpage enlève nécessairement une certaine épaisseur de matière, aussi faible soit-elle On utilise donc 7 - classiquement deux pièces annulaires, ou bien on part d'une pièce trop grande en diamètre que l'on découpe, puis on rassemble les secteurs en couronne pour les usiner au bon diamètre. Grâce à la présente invention, puisqu'il faut impérativement laisser un jeu J 10 entre supports, il est possible de réaliser l'ensemble des supports d'une couronne à partir d'une seule pièce annulaire de fonderie, ce qui constitue encore un avantage appréciable de l'invention En outre, les faces 110 du support 10, qui ne viennent plus en contact les uns sur les autres, ne sont plus les faces fonctionnelles, et peuvent donc toujours rester à l'état brut. 8 - REVENDICATIONS 1 Moule pour pneumatiques, composé de deux coquilles ( 2) assurant chacune le moulage d'un flanc du pneumatique, et d'un couronne de secteurs ( 1) assurant le moulage de la bande de roulement du pneumatique, chaque secteur ( 1) comportant un support ( 10) et une garniture de moulage ( 1) reliée au support ( 10) par des moyens de fixation, ladite garniture étant située radialement à l'intérieur du support, couronne dont les secteurs sont, en position de fermeture dudit moule, tous en contact deux à deux dans le sens circonférentiel, et en contact sur les coquilles par leurs extrémités latérales, caractérisé en ce que, chaque secteur comporte un segment en arc de cercle, fixé sur le support à chacune des extrémités latérales, de telle sorte que en position de fermeture dudit moule: 1) les secteurs sont, en contact les uns sur les autres obligatoirement via lesdits segments, et jamais via les supports,2) le contact entre secteurs et coquilles est assuré exclusivement via les segments, 3) tous les segments sont en compression par leur appui les uns sur les autres. 2 Moule selon la revendication 1, carctérisé en ce que les segments assurent la fixation des garnitures sur les supports. 3 Moule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque segment ( 3) est fixé sur le support sensiblement au milieu de l'angle que forme le secteur ( 1) d'une façon qui empoche tout déplacement relatif entre le segment ( 3) et le support ( 10) au point de fixation. 9 - 4 Moule selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque segment ( 3) est en outre fixé sur le support ( 10) par des vis ( 14) longues assurant une pression du segment ( 3) sur le support ( 10) dans le sens radial, et autorisant des mouvements relatifs dans le sens circonférentiel. Moule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque segment ( 3) comporte une face ( 30) entrant en contact avec le pneumatique lorsque le moule est en position de moulage. 6 Procédé de moulage d'un pneumatique, consistant à utiliser un moule selon l'une des revendications 1 à 5.