Brevet FR2691095A1 — publié le 19931119

Le moulage des pneumatiques, en particulier de la bande de roulement de ceux-ci, doit satisfaire à un ensemble de conditions contraignantes. L'une de ces conditions concerne spécifiquement ltopération de démoulage de la sculpture qui doit imposer aussi peu de contraintes que possible au pneumatique, sous peine de provoquer des perturbations, notamment dans l'architecture de renforcement de celui-ci. Cela conduit à préférer les moules dits "à secteurs , illustrés par exemple par le brevet US 3 779 677, plutôt que les moules en 2 parties (voir brevet US 2 874 405). En outre, il est souhaitable que, surtout au niveau de la bande de roulement, il nty ait pas de bavure due au caoutchouc ayant pu fluer entre deux éléments moulants, par exemple entre deux secteurs. C'est pour cette raison que, en règle générale, on ferme le moule (secteurs tous jointifs) avant d'imposer au pneumatique cru un supplément de conformation, par augmentation de la pression prévalant dans la membrane de vulcanisation, ce qui fait pénétrer le caoutchouc de la bande de roulement dans les éléments moulant la sculpture. La demande de brevet EP 0 242 840 décrit un moule complètement rigide comportant une couronne périphérique de secteurs pour mouler la bande de roulement, deux coquilles latérales pour mouler les flancs (surfaces extérieures du pneumatique) et un noyau rigide pour mouler la surface intérieure du pneumatique. La conception totalement rigide de ce moule apporte de nombreux avantages quant à la qualité du pneumatique moulé car les formes géométriques obtenues sont d'une grande qualité (excellente circularité, en toute position transversale). Cependant, le moulage à volume imposé oblige à respecter des tolérances très étroites sur le volume de l'ébauche crue du pneumatique. L'objectif principal de l'invention est de conserver l'avantage du moule rigide du point de vue du respect et de la parfaite maîtrise de la qualité géométrique des pneumatiques fabriqués avec ce type de moule, tout en rendant l'opération de moulage moins sensible aux fluctuations de volume des ébauches crues des pneumatiques à mouler et vulcaniser. Le moule de la présente invention, non seulement permet de résoudre ce problème, mais aussi apporte une amélioration de portée générale au moulage et au démoulage des pneumatiques, que l'on fasse ou non appel à un noyau rigide pour mouler la cavité intérieure du pneumatique. Le moule selon l'invention, comportant deux coquilles pour le moulage de l'extérieur des flancs, et une couronne périphérique pour le moulage de l'extérieur de la bande de roulement, est caractérisé en ce que ladite couronne est constituée par un empilage dans la direction circonférentielle d'une pluralité d'éléments adjacents de faible épaisseur, s'étendant transversalement sur toute la largeur de ladite couronne, et orientés sensiblement radialement, et en ce qu'il est prévu des moyens permettant à ladite couronne de grandir en diamètre tout en maintenant inchangée la position circonférentielle respective de chaque élément. Dans une forme de réalisation préférée, ce sont les éléments eux-mêmes qui comportent les moyens permettant à ladite couronne de grandir en diamètre : chaque élément prend appui sur les deux éléments adjacents pour assurer une sorte de répulsion élastique des éléments les uns par rapport aux autres dans la direction circonférentielle. De la sorte, les réactions d'appui desdits éléments les uns sur les autres, c'est-à-dire les réactions d'appui orientés circonférentiellement, tendent en permanence à écarter les éléments les uns par rapport aux autres. Cet écartement ne peut qu'être accompagné d'un recul radial simultané desdits éléments, comme cela va être expliqué en détails ci-après. Ainsi, le moule se comporte de façon moins rigide. Les figures suivantes illustrent un mode de réalisation de l'invention et permettent d'en saisir tous les avantages. La figure I est une coupe méridienne du moule de l'invention, La figure 2 est une coupe perpendiculaire à l'axe de rotation, selon II II, à la figure 1, La figure 3 est une vue dans la direction radiale, comme indiqué par la flèche III à la figure 2, amplifiant l'allure que peut prendre le moule selon l'invention, La figure 4 est une vue dans la direction radiale orientée dans le sens opposé, selon le point de vue et l'orientation indiqués par la flèche IV à la figure 2. Dans cette réalisation de l'invention, la couronne périphérique de moulage de la bande de roulement est constituée par une multitude de tôles 1 adjacentes, disposées de telle sorte que le mouvement d'approche (moulage) et de recul (démoulage), qui se fait dans le plan de la tôle, soit purement radial en tout point du pneumatique. Ce mouvement est exactement radial, à l'épaisseur des tôles près, épaisseur correspondant à la résolution du système. En revanche, avec la technologie connue, meme pour les moules à secteurs, le mouvement de démoulage de la sculpture ne peut pas être parfaitement radial : en observant le mouvement de recul des secteurs, on constate que le démoulage n'est radial que au niveau du plan médian de chaque secteur. Le démoulage se fait dans une direction formant un angle, par rapport à la direction radiale, d'autant plus grand que l'on s'éloigne, dans la direction circonférentielle, de cette position médiane, pour rejoindre les bords des secteurs. La valeur maximale de cet angle correspond à la moitié du développement angulaire du secteur. Pour former la couronne périphérique du moulage, les tôles 1 sont disposées de façon radiale (angle de 90" selon la terminologie usuelle pour caractériser la trajectoire des câblés dans le pneumatique) ou, éventuellement, selon un angle a différent de 90". Chaque tôle est découpée de telle sorte que sa tranche 10 assure le moulage de la sculpture. Tous les éléments usuels des sculptures, y compris les lamelles, peuvent être obtenus de cette façon. Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, chacun des éléments adjacents constituant la couronne prend appui sur les deux éléments voisins de telle sorte que les réactions d'appui tendent en permanence à repousser les éléments les uns par apport aux autres. On voit que chaque élément (ici, chaque tôle 1) est cintré de façon à présenter, à l'état libre de toute contrainte, au moins une ondulation qui augmente son encombrement E dans le sens circonférentiel par rapport à son épaisseur e. La figure 3 permet de bien comprendre de quelle façon les tôles 1 sont conformées, par exemple par emboutissage, en représentant l'allure de la couronne périphérique, vue de l'extérieur du moule, en position d'ouverture. Typiquement, l'épaisseur e de la tôle utilisée va varier de entre 0,1 mm et 2 mm, et l'encombrement E va être double. Lesdites ondulations des deux éléments ajacents sont déphasées afin que l'empilage des éléments les uns sur les autres atteigne une longueur cumulée L proche ou égale à la somme des encombrements. Les ondulations de deux éléments ajacents peuvent être opposées les unes par rapport aux autres, comme illustré par la figure 3, ou se développer perpendiculairement les unes par rapport aux autres ou de toute autre façon qui conduit les éléments adjacents à ne pas se coller les uns des autres sur toute leur surface. Toutes les tôles 1 sont enfilées sur une ceinture 4 constituée par un profilé dont les extrémitées peuvent pénétrer les unes dans les autres pour former un anneau de diamètre librement variable. Cette ceinture ne joue qu'un rôle de maintien, et ne joue pas de rôle direct dans la cinématique de fermeture et d'ouverture du moule. Cette ceinture ne doit pas introduire de frottements susceptibles de gêner les mouvements radiaux des tôles 1. La fermeture du moule est provoquée par le mouvement de frettes coniques 3, mobiles parallèlement à l'axe du moule. L'ouverture du moule est autorisée par l'écartement des frettes 3, et provoqué par les tôles elles-mêmes, par rappel élastique vers une configuration telle qu'illustrée par la figure 3, alors que en position de fermeture, les tôles sont toutes jointives au moins du côté intérieur, comme schématisé par la figure 4. Tous les détails de conception d'un moule appliquant cette invention vont apparaître parfaitement avec l'explication d'un dimensionnement particulier, convenant pour mouler les pneumatiques pour véhicules de tourisme. Soit un moule constituée de 1500 tôles. Chaque tôle 1 est cintrée et les ondulations des tôles sont disposées en opposition les unes par rapport aux autres, comme représenté à la figure 3, de façon à ce que toutes les tôles restent en contact sur tout un éventail de positions radiales de la couronne de tôles 1. On suppose que le jeu élastique "j" vaut 0,2 mm au maximum en position d'ouverture. Le jeu "j est représenté à la figure 3. Le cumul de tous les jeux vaut 0,2 mm x 1500 tôles = 300 mm, ce qui permet d'absorber une variation en diamètre de 300 mm # 100 mm au diamètre, soit 50 mm au rayon. # La différence entre la position de fermeture et la position d'ouverture de la couronne périphérique d'un tel moule, si l'on passe d'un jeu nul à un jeu de 0,2 mm entre tôles, atteint donc 50 mm de rayon, ce qui permet très facilement le démoulage et l'extraction des pneumatiques. Vérifions aussi une contrainte spécifique au moulage sur noyau rigide : dans ce cas, chaque tôle va pénétrer dans le caoutchouc de la bande de roulement avant d'être à la position de fermeture (voir explications détaillées du problème spécifique dans le brevet EP 242 840 déjà cité). Cette pénétration se produit typiquement 7 mm avant la fin de course pour une sculpture usuelle de pneumatique pour véhicule de tourisme. On a donc course radiale : 7 mm jeu cumulé périphérique : 7 mm x 2 TE r 45 mm 45 mm jeu entre tôles : 1500 tôles # 0,03 mm. On sait par ailleurs que les caractéristiques physiques et rhéologiques des mélanges de caoutchouc utilisés pour les bandes de roulement sont telles que le caoutchouc ne pénètre pas dans un interstice de cette taille. Il est donc possible de mouler sur noyau rigide, sans craindre un encrassement du moule ou même une impossibilité de fermeture due au fluage du caoutchouc sous l'effet de pincement du caoutchouc entre la couronne périphérique et le noyau rigide. La courbure transversale de la bande de roulement du pneumatique peut parfois être assez importante. Le jeu entre tôles 1 adjacentes peut donc être annulé de chaque côté de la bande de roulement aux endroits marqués 11 et 12 à la figure 1, alors qu'il subsiste un jeu dans la partie médiane. Dans ce cas, la condition de jeu suffisamment faible doit être aussi vérifiée au niveau du plan médian, et au moment où les tôles vont pénétrer dans le caoutchouc, c'est-à-dire bien avant la position de fermeture du moule. Si à ce stade, on constate que le jeu entre tôles est trop grand, il faut augmenter le nombre de tôles pour diminuer à concurrence chaque jeu, et/ou utiliser des tôles dont au moins l'extrémité côté tranche 10 de moulage présente une épaisseur progressivement décroissante, pour former un léger coin. Dans ce cas, il est possible d'avoir sensiblement le même jeu entre tôles tout le long de la tranche 10 de moulage. Au besoin, les tôles ne sont pas planes, pour répondre à des impératifs de réalisation de la sculpture : si le motif principal de sculpture a par exemple l'allure d'un S partant d'une épaule pour rejoindre l'autre épaule, chaque tôle a elle-même l'allure d'un S pour que le bord d'un motif corresponde au bord d'une seule tôle ; un autre exemple comparable peut consister à vouloir suivre l'allure de certaines lamelles. Les tôles dessinent alors, des lignes courbes et/ou brisées, et cela même en position de fermeture. Cette caractéristique, optionnelle, ne doit pas être confondue avec le cintre procurant la tendance permanente à l'expansion circonférentielle dont la couronne doit nécessairement être pourvue. Dans ce cas, lesdites lignes courbes et/ou brisées sont toutes en phases les unes par rapport aux autres contrairement aux ondulations des tôles destinées à provoquer un recul élastique, qui sont disposées en opposition les unes sur les autres comme expliqué ci-dessus. Ceci illustre bien que la forme en ligne courbe et/ou brisée dont il est question ici répond à une autre fonction que la forme appelée "ondulations" formant le cintre spécifique de la présente invention. L'invention s'étend aussi à un procédé de fabrication d'un pneumatique utilisant un moule tel qu'il vient d'être décrit, et qui peut comporter un noyau rigide servant de support pour l'assemblage des constituants, puis servant d'élément moulant la cavité intérieure du pneumatique pendant la vulcanisation. REVENDICATIONS 1. Moule pour pneumatique, comportant deux coquilles (2) pour le moulage de l'extérieur des flancs, et une couronne périphérique pour le moulage de l'extérieur de la bande de roulement, caractérisé en ce que ladite couronne est constituée par un empilage dans la direction circonférentielle d'une pluralité d'éléments adjacents de faible épaisseur, s'étendant transversalement sur toute la largeur de ladite couronne, et orientés sensiblement radialement, et en ce qu'il est prévu des moyens permettant à ladite couronne de grandir en diamètre tout en maintenant inchangée la position circonférentielle respective de chaque élément. 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens permettant à ladite couronne de grandir en diamètre sont intégrés à chaque élément, chaque élément prenant appui sur les deux éléments ajacents. 3. Moule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément est réalisé en tôle (1). 4. Moule selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que chaque élément a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 2 mm. 5. Moule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque élément est cintré de façon à présenter au moins une ondulation augmentant, à l'état libre de toute contrainte, son encombrement (E) dans le sens circonférentiel par rapport à son épaisseur (e), les ondulations de deux éléments ajacents étant déphasées. 6. Moule selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ondulations de deux éléments adjacents sont opposées les unes par rapport aux autres. 7. Moule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un noyau rigide pour le moulage de la face intérieure du pneumatique. 8. Procédé de fabrication d'un pneumatique, caractérisé en ce que l'on utilise un moule selon lune des revendications 1 à 7. 9. Procédé de fabrication d'un pneumatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pneumatique est progressivement assemblé sur un noyau rigide servant de support pour l'assemblage des constituants, puis servant d'élément moulant la cavité intérieure du pneumatique pendant la vulcanisation.