Brevet FR2947478A1 — publié le 20110107

-1- L'invention concerne le domaine des moules de vulcanisation de pneumatiques, plus particulièrement des moules de type à secteurs. Un moule à secteurs comprend plusieurs pièces séparées qui, par rapprochement relatif, délimitent un espace de moulage quasi toroïdal. En particulier, un moule à secteurs comporte deux coquilles latérales pour le moulage des flancs du pneumatique, et plusieurs secteurs périphériques situés entre les coquilles pour le moulage de la bande de roulement du pneumatique. Ces secteurs périphériques sont répartis circonférentiellement en bordure des coquilles. Pour permettre l'ouverture du moule et faciliter l'insertion et/ou l'extraction du pneumatique dans le moule, celui-ci est généralement équipé de différents vérins agissant sur les différentes pièces composant le moule. En particulier, les deux coquilles, qui sont généralement disposées horizontalement, sont reliées à des actionneurs verticaux d'une presse et les différents secteurs du moule sont reliés à des actionneurs horizontaux de la presse. II apparaît donc que l'architecture globale du moule de vulcanisation de l'état de la technique est relativement complexe du fait de la présence de différents éléments dont les cinématiques sont chacune différentes. L'invention a notamment pour but de proposer un moule de vulcanisation simplifié. A cet effet, l'invention a pour objet un moule de vulcanisation pour pneumatique, le pneumatique ayant une forme générale torique, sensiblement symétrique autour d'un axe, le moule comprenant : un bâti, deux coquilles latérales décalées axialement l'une de l'autre et montées mobiles en translation axiale par rapport au bâti, une pluralité de secteurs répartis circonférentiellement en bordure des coquilles et disposés axialement entre les deux coquilles, les secteurs étant montés mobiles en translation radiale par rapport aux coquilles, û des moyens de couplage des secteurs à l'une des deux coquilles dite coquille motrice, agencés de sorte qu'un déplacement axial de la coquille motrice par rapport au bâti provoque un déplacement radial des secteurs par rapport à la coquille motrice. Grâce à la présence des moyens de couplage des secteurs du moule à la coquille motrice, il est possible de se dispenser de l'utilisation de vérins dédiés spécifiquement à l'actionnement de chacun des secteurs du moule. En effet, dans le moule de l'invention, les moyens de déplacement de la coquille motrice agissent de manière indirecte sur chacun des secteurs par l'intermédiaire des moyens de couplage. 2947478 -2- La coquille motrice est déplacée par ces moyens de déplacement selon une direction axiale, de manière à écarter les deux coquilles l'une de l'autre et ainsi à démouler les flancs du pneumatique. Simultanément au déplacement de la coquille motrice, les secteurs sont déplacés selon une direction radiale de manière à démouler la 5 bande de roulement du pneumatique. Un moule selon l'invention peut en outre comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. û La direction axiale est sensiblement verticale et la coquille motrice est la coquille inférieure. Dans ce cas, l'opération de démoulage du pneumatique comprend les 10 étapes successives suivantes. Tout d'abord, des vérins agissent sur la coquille supérieure pour la déplacer vers le haut et ainsi ouvrir le moule. Puis, des vérins agissent sur la coquille inférieure, éventuellement par l'intermédiaire d'un plateau mobile formant support de la coquille, pour déplacer le pneumatique vers le haut et l'extraire du moule. Lors du déplacement de cette coquille, les moyens de couplage agissent sur les secteurs de 15 manière à les écarter de la bande de roulement du pneumatique de sorte que le pneumatique n'est plus en contact avec les secteurs. Il est ainsi relativement aisé de venir extraire le pneumatique du moule. û Les moyens de couplage sont agencés de manière à induire entre la coquille motrice et chaque secteur un mouvement dont la composante axiale est sensiblement 20 nulle. En d'autres termes, ce mouvement est sensiblement radial. Le pneumatique comprenant un ensemble de sculptures qui sont généralement sensiblement symétriques par rapport à un plan équatorial du pneumatique, il est préférable que le démoulage des secteurs soit réalisé selon une direction parallèle à ce plan équatorial, c'est-à-dire selon une direction radiale du pneumatique. Pour cela, la liaison entre les secteurs et la coquille 25 motrice est conformée de manière à n'autoriser qu'un mouvement radial. Les moyens de couplage agissent sur cette liaison pour déplacer les deux pièces l'une par rapport à l'autre. Pour optimiser les efforts transmis et réduire au maximum les pertes dues par exemple aux frottements axiaux, il est donc recommandé que l'effort fourni par les moyens de couplage entre la coquille motrice et les secteurs soit adapté à la liaison entre 30 ces deux pièces, c'est-à-dire qu'il ait une composante axiale sensiblement nulle. Etant donné que, lors du démoulage du pneumatique, celui-ci est en mouvement du fait qu'il est porté par la coquille motrice qui est déplacée axialement, il est important que le mouvement transmis aux secteurs soit radial par rapport au pneumatique et non pas par rapport au bâti du moule qui est fixe. 35 û Les moyens de couplage d'un secteur à la coquille motrice comprennent un levier relié respectivement au secteur et au bâti par des liaisons pivots d'axes 2947478 -3- orthogonaux aux directions axiales et radiales définies par le moule, le levier comprenant en outre des moyens de liaison à la coquille motrice. L'utilisation d'un levier actionné par la coquille motrice permet de manière simple de déplacer les secteurs dans la direction voulue. En outre, cette configuration présente l'avantage que l'effort exercé sur les 5 secteurs est maximal lorsque le moule est fermé, c'est-à-dire lorsque le levier est dans une position sensiblement horizontale et donc que le bras de levier est maximal. Cela est particulièrement avantageux car c'est au début de l'ouverture du moule que l'effort radial exercé sur les secteurs doit être maximal pour démouler les sculptures de la bande de roulement. 10 û Les moyens de liaison du levier à la coquille sont de type pivot-glissant, l'axe du pivot étant orthogonal aux directions axiale et radiale définies par le moule. L'axe de la liaison pivot-glissant et les axes des deux liaisons pivots du levier sont sensiblement parallèles et agencés sur le levier au sommet d'un triangle. - Le triangle est rectangle et l'axe de la liaison pivot-glissant passe par le 15 sommet à angle droit du triangle rectangle. On constate en effet que, si l'on souhaite que la liaison entre le levier et la coquille soit de type pivot-glissant et que le mouvement obtenu entre le secteur et la coquille motrice soit parfaitement radial, il est indispensable que le triangle au sommet duquel sont disposés les pivots des liaisons soit rectangle. Si ce triangle n'est pas rectangle, ou bien le mouvement entre les secteurs et la coquille 20 n'est pas parfaitement radial, ou bien la liaison entre la coquille et le levier doit être plus complexe qu'une liaison de type pivot-glissant. û La direction de glissement de la liaison pivot-glissant forme avec la direction axiale de translation de la coquille motrice un angle égal à l'angle du sommet du triangle par lequel passe l'axe de la liaison pivot entre le levier et le secteur. Grâce à une telle 25 géométrie, on est assuré que le déplacement relatif entre le secteur et la coquille motrice est parfaitement radial. û La liaison pivot-glissant comprend un doigt formant axe de pivotement porté par le levier et une rampe de glissement du doigt, portée par la coquille motrice. Les moyens de liaison du levier à la coquille motrice comprennent une 30 biellette reliée respectivement au levier et à la coquille motrice par des liaisons pivots d'axes orthogonaux en directions axiale et radiale définies par le moule. Il s'agit là d'une alternative au mode de réalisation principal de l'invention. La liaison entre le levier et le bâti est une liaison pivot-glissant dont la direction de glissement est sensiblement axiale. 35 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 2947478 -4- û les figures 1 à 7 sont des schémas selon une coupe verticale axiale d'un moule selon l'invention au cours de différentes étapes successives du moulage d'un pneumatique, - les figures 8 à 10 sont des schémas illustrant différentes formes du levier du 5 moule de la figure 1 et les cinématiques respectives de ces leviers au cours d'une opération de moulage, la figure 11 est une vue de côté de la liaison entre la coquille motrice, le bâti et un secteur du moule représenté sur les figures 1 à 7, û la figure 12 est un schéma identique à la figure 11 d'une variante de 10 l'invention. On a représenté sur la figure 1 un moule 10 de vulcanisation pour pneumatique 12. En référence au pneumatique 12, on définit une direction axiale 14 sensiblement confondue avec l'axe de révolution du pneumatique. En référence à cet axe 14, on définit des directions radiales dont une direction radiale 16 est représentée sur la figure 1. 15 Ainsi, la figure 1 est un schéma selon une coupe axiale du moule 10, c'est-à-dire un schéma représenté dans le plan défini par les directions axiale 14 et radiale 16. Le pneumatique 12 comprend une bande de roulement 18 et deux flancs 20 et 22 disposés de part et d'autre de la bande de roulement. Le moule 10 est agencé de telle façon que, lorsque le pneumatique est à l'intérieur 20 du moule 10, la direction axiale 14 est sensiblement verticale et la direction radiale 16 est sensiblement horizontale. Le moule 10 comprend : - un bâti 24, - deux coquilles latérales inférieure 26 et supérieure 28 décalées selon l'axe 14 25 l'une de l'autre, destinées à venir en contact respectivement avec les flancs 22 et 20, les coquilles étant éventuellement portées par des plateaux du moule de sorte que l'on peut changer les coquilles pour changer les marquages des flancs du pneumatique, une pluralité de secteurs 30 répartis circonférentiellement autour de l'axe 14 en bordure des coquilles 26 et 28 et disposés axialement entre les deux coquilles 26 et 30 28, les secteurs 30 étant destinés à venir en contact avec la bande de roulement 18 du pneumatique. Etant donné que la figure 1 est une vue selon une coupe axiale, seul un secteur 30 est visible sur cette figure. Par la suite, on décrira l'invention en référence à ce secteur 30, étant entendu que l'invention est reproduite de manière identique sur chacun des 35 secteurs. 2947478 -5- Les deux coquilles latérales 26 et 28 sont montées mobiles selon une translation axiale verticale par rapport au bâti 24. A cet effet, des moyens de déplacement des coquilles de type classique sont utilisés, par exemple des vérins. Le secteur 30 est monté mobile en translation radiale par rapport à la coquille 5 inférieure 26. Pour cela, le secteur 30 et la coquille inférieure 26 comprennent des surfaces respectives en contact selon un plan 32 sensiblement horizontal. Le plan 32 forme une surface de frottement du secteur 30 sur la coquille inférieure 26 de sorte que la liaison entre ces deux éléments est de type appui plan, c'est-à-dire que le mouvement relatif de ces deux pièces est limité à une translation dans un plan horizontal, c'est-à-dire 10 sensiblement orthogonal à la direction axiale 14. Le mouvement entre les deux pièces peut être également limité à un mouvement de translation radiale. Le moule 10 comprend en outre des moyens 34 de couplage du secteur 30 à la coquille inférieure 26 agencés de sorte qu'un déplacement axial de la coquille inférieure 26, également appelée coquille motrice, par rapport au bâti 24 provoque un déplacement 15 radial du secteur 30 par rapport à la coquille inférieure 26. Les moyens 34 de couplage comprennent un levier 36, également appelé guignol, de forme sensiblement triangulaire et contenu dans le plan défini par les axes 14 et 16. Le levier 36 est relié au secteur 30 par une liaison pivot dont comprenant un axe 38 orienté de manière orthoradiale, c'est-à-dire orthogonale à la direction axiale 14 et à la 20 direction radiale 16. Le levier 36 est relié au bâti 24 par une liaison de type pivot glissant comprenant un axe 40 porté par le levier 36 apte à coulisser dans une glissière 42 du bâti 24, orientée selon une direction axiale. Enfin, le levier 36 est relié à la coquille inférieure 26 par une liaison de type pivot 25 glissant défini par un axe 44 porté par le levier 36 et par une rampe 46 de glissement de l'axe 44, solidaire de la coquille inférieure 26. Sur les figures 1 à 7, pour des raisons de clarté des dessins, seules la rampe 46 et la glissière 42 sont représentées par transparence à travers le levier 36. La coquille supérieure 28 est sensiblement symétrique de la coquille inférieure 26 30 par rapport au plan équatorial du pneumatique, c'est-à-dire par rapport au plan normal à la direction 14 et comprenant la direction 16. Le moule 10 comprend en outre un patin 50 mobile selon une direction axiale par rapport à la coquille supérieure 28 et comprenant une surface de glissement 52 inclinée et agencée pour venir glisser contre une surface externe 54 du secteur 30 de manière à 35 exercer un effort radial orienté vers le centre du pneumatique sur le secteur 30 lorsque le patin 50 se déplace vers le bas et glisse sur la surface 54. 2947478 -6- Nous allons par la suite décrire les différentes étapes d'un procédé d'ouverture et de fermeture du moule 10, en référence aux figures 1 à 7. Au cours d'une première étape représentée sur la figure 1, le moule 10 est fermé, c'est-à-dire que les coquilles 26 et 28 ainsi que les secteurs 30 sont en position fermée et 5 entourent le pneumatique 12. C'est lorsque le moule 10 est dans cette configuration que la vulcanisation du pneumatique 12 peut avoir lieu. Dans cette configuration, la coquille inférieure 26 est en appui inférieur contre une partie du bâti 24 et les secteurs 30 sont serrés vers l'axe 14 du pneumatique, notamment sous l'effet du patin 50 en appui contre la surface arrière 54 des secteurs 30. 10 Une fois que la vulcanisation a eu lieu, on procède à l'ouverture du moule, tout d'abord en déplaçant la coquille supérieure 28 vers le haut jusqu'à découvrir la partie supérieure du moule 10. On constate ainsi sur la figure 2 que la coquille supérieure 28 n'est plus visible. Malgré l'absence de la coquille supérieure 28, le pneumatique 12 est toujours 15 emprisonné entre les secteurs 30 et la coquille inférieure 26. Aussi, au cours d'une étape suivante, la coquille inférieure 26 est déplacée vers le haut par rapport au bâti 24, comme cela est visible sur la figure 2. Au cours de ce déplacement, la rampe 46 agit sur le pivot 44 de manière à faire pivoter le levier 36 autour de l'axe 40 dans la direction indiquée par la flèche 56. 20 Le pivotement autour de l'axe 40 du levier 36 par rapport au bâti 24 a pour effet que le levier 36 tire vers l'arrière le segment 30 par l'intermédiaire de la liaison 38. Ainsi, en tirant le secteur 30 vers l'arrière, celui-ci glisse le long de la surface 32 sur la coquille inférieure 26 et s'écarte progressivement de la bande de roulement 18 du pneumatique 12. Cela est particulièrement visible sur la figure 3 qui représente le moule 10 dans une 25 configuration dans laquelle la coquille inférieure 26 est très espacée du bâti 24, ce qui a provoqué, par l'intermédiaire des moyens 34 de couplage, un écart entre le pneumatique 12 et le secteur 30 qui est suffisant pour permettre l'extraction du pneumatique 12 du moule 10. Au cours d'une étape suivante représentée sur la figure 4, la coquille inférieure 26 30 est redescendue contre le bâti 24. En abaissant ainsi la coquille inférieure 26, le levier 36 coulisse vers le bas dans la rainure 42 de la liaison pivot-glissant entre le levier 36 et le bâti 24. Grâce à cette liaison pivot-glissant, la coquille inférieure 26 peut redescendre sans pour autant que les secteurs 30 ne se referment. Le moule 10 occupe alors une configuration ouverte au repos représentée sur la 35 figure 4 dans laquelle la coquille inférieure 26 est en position basse et les segments 30 2947478 -7- sont ouverts. Dans cette configuration, il est possible d'extraire le pneumatique 12 du moule qui est alors vide comme représenté sur la figure 5. Au cours d'une étape suivante, on place une nouvelle ébauche de pneumatique 12 à l'intérieur du moule ouvert, puis on le referme en abaissant la coquille supérieure 28 5 jusqu'à ce quelle vienne en contact contre les segments 30 qui sont encore en position ouverte comme représenté sur la figure 6. Puis, comme représenté sur la figure 7, on agit sur le patin 50 pour le faire descendre et glisser contre la surface arrière du secteur 30. Ce glissement provoque la fermeture des secteurs 30 vers l'axe du moule jusqu'à ce qu'ils viennent au contact de la 10 bande de roulement du pneumatique 12, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'ils occupent leur position fermée de moulage. Lors de cette étape de fermeture des segments 30, le levier 36 pivote sensiblement autour de l'axe 44 grâce au coulissement de l'axe 40 dans la rainure 42 jusqu'à venir occuper la position initiale représentée indifféremment sur les figures 1 et 7. 15 La cinématique qui vient d'être décrite montre que, lors de l'ouverture du moule, le secteur 30, sous l'effet du levier 36, glisse sur la coquille inférieure 26 selon la surface de glissement 32. Pour s'assurer que le glissement relatif du secteur 30 sur la coquille 26 est bien réalisé dans le plan radial du pneumatique correspondant à la surface 32, sans effort axial parasite, il est important que le levier 36 induit sur le secteur 30 un mouvement par 20 rapport à la coquille 26 dont la composante axiale est sensiblement nulle. En effet, si cette composante n'est pas sensiblement nulle, cela peut provoquer une usure prématurée de la surface 32 par frottement ou un démoulage du secteur 30 de la bande de roulement 18 du pneumatique qui n'est pas parfaitement radial, ce qui pourrait compliquer le démoulage. 25 Pour que la composante axiale de mouvement entre la coquille 26 et le secteur 30 soit sensiblement nulle, il est nécessaire que, au cours de la rotation du levier 36 autour de l'axe 40, l'axe 38 se déplace, par rapport à la coquille inférieure 26 selon une direction radiale. Nous allons déterminer par la suite la forme à donner au levier 36 pour obtenir ce résultat. 30 Les figures 8 à 10 montrent chacune : a) une disposition particulière des axes 38, 40 et 44 sur le levier 36, b) la trajectoire 62 suivie par l'axe 44 par rapport à un référentiel lié à la coquille inférieure 26. Sur la figure 8, l'angle au sommet 44 du levier 36 est d'environ 82°. Sur la figure 9, 35 l'angle au sommet 44 du levier 36 est d'environ 98°. Sur la figure 10, cet angle au sommet 2947478 -8- est de 90°, c'est-à-dire que le triangle formé par les axes 38, 40 et 44 sur le levier 36 est rectangle. On constate alors que la trajectoire 62 de l'axe 44 est rectiligne uniquement lorsque le triangle formé par les trois axes de liaison du levier 36 est rectangle. En effet, la 5 glissière 42 guidant l'axe 40 selon la direction axiale et l'angle au sommet 44 étant rectangle, le mouvement de l'axe 38 est, sous l'effet de la rampe 46, sensiblement selon la direction perpendiculaire à la direction axiale de la glissière 42, c'est-à-dire selon la direction radiale. En d'autres termes, si la liaison entre le levier 36 et la coquille inférieure 26 est une 10 liaison pivot-glissant dont la direction de glissement est la même que la direction de la trajectoire rectiligne 62, on est assuré que la trajectoire de l'axe 38 par rapport à la coquille inférieure 26 est rectiligne et sensiblement radiale. On constate par ailleurs que cette direction de glissement forme, avec la direction axiale de translation de la coquille inférieure 26, un angle égal à l'angle du sommet du triangle par lequel passe l'axe 38. 15 Ainsi, pour que le mouvement entre la coquille 26 et le secteur 30 ait une composante axiale sensiblement nulle, et que la liaison entre le levier 36 et la coquille 26 soit une liaison pivot-glissant, il faut que la direction de glissement de cette liaison pivot-glissant forme avec la direction axiale 14 un angle égal à l'angle du sommet du triangle par lequel passe l'axe 38 de la liaison pivot entre le levier 36 et le secteur 30. 20 Si l'on souhaite utiliser un levier dont la forme triangulaire n'est pas rectangle tout en conservant un mouvement radial entre le levier et le secteur 30, il est alors nécessaire de prévoir une liaison entre le levier et la coquille inférieure 26 adaptée pour assurer une trajectoire courbe telle que la trajectoire 62 représentée sur les figures 8b et 9b. Une telle liaison est bien entendu plus complexe à réaliser et pourra consister à modifier la rampe 25 46 et/ou la glissière 42, par exemple sous la forme d'une rampe et/ou d'une glissière non rectiligne. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En effet, selon une première variante représentée sur la figure 11, l'axe 44 de la liaison pivot-glissant entre le levier 36 et la coquille inférieure 26 glisse, non pas sur une 30 rampe 46, mais dans une glissière 66. Selon une autre variante représentée sur la figure 12, les moyens de liaison du levier 36 à la coquille motrice 26 comprennent une biellette 68 reliée respectivement au levier 36 et à la coquille motrice 26 par des liaisons pivots d'axe orthoradial, c'est-à-dire d'axes orthogonaux aux directions axiale et radiale 14 et 16. 35 REVENDICATIONS1. Moule (10) de vulcanisation pour pneumatique (12), le pneumatique (12) ayant une forme générale torique, sensiblement symétrique autour d'un axe (14), caractérisé en ce qu'il comprend : un bâti (24), deux coquilles latérales (26, 28) décalées axialement l'une de l'autre et montées mobiles en translation axiale par rapport au bâti (24), - une pluralité de secteurs (30) répartis circonférentiellement en bordure des coquilles (26, 28) et disposés axialement entre les deux coquilles (26, 28), les secteurs (30) étant montés mobiles en translation radiale par rapport aux coquilles (26, 28), û des moyens (34) de couplage des secteurs (30) à l'une des deux coquilles (26) dite coquille motrice (26), agencés de sorte qu'un déplacement axial de la coquille motrice (26) par rapport au bâti (24) provoque un déplacement radial des secteurs (30) par rapport à la coquille motrice (26). 2. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel la direction axiale (14) est sensiblement verticale et la coquille motrice (26) est la coquille inférieure. 3. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (34) de couplage sont agencés de manière à induire entre la coquille motrice (26) et chaque secteur (30), un mouvement dont la composante axiale est sensiblement nulle. 4. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (34) de couplage d'un secteur (30) à la coquille motrice (26) comprennent un levier (36) relié respectivement au secteur (30) et au bâti (24) par des liaisons pivots d'axes (38, 40) orthogonaux aux directions axiales (14) et radiales (16) définies par le moule (10), le levier (36) comprenant en outre des moyens (44, 46) de liaison à la coquille motrice (26). 5. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens (44, 46) de liaison du levier (36) à la coquille (26) sont de type pivot-glissant, l'axe (44) du pivot étant orthogonal aux directions axiales (14) et radiales (16) définies par le moule (10). 6. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel, l'axe (44) de la liaison pivot-glissant et les axes (38, 40) des deux liaisons pivot du levier (36) sont sensiblement parallèles et agencés sur le levier (36) aux sommets d'un triangle. 7. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel le triangle est rectangle et l'axe (44) de la liaison pivot-glissant passe par le sommet à angle droit du triangle rectangle. 2947478 -10- 8. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel la direction de glissement de la liaison pivot-glissant forme avec la direction axiale (14) de translation de la coquille motrice (26) un angle égal à l'angle du sommet du triangle par lequel passe l'axe (38) de la liaison pivot entre le levier (36) et le secteur (30). 5 9. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel la liaison pivot-glissant comprend un doigt (44) formant axe (44) de pivotement porté par le levier (36) et une rampe (46) de glissement du doigt (44), portée par la coquille motrice (26). 10. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les 10 moyens de liaison du levier à la coquille motrice comprennent une biellette (68) reliée respectivement au levier (36) et à la coquille motrice (26) par des liaisons pivots d'axes orthogonaux aux directions axiales (14) et radiales (16) définies par le moule (10). 11. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel la liaison entre le levier (36) et le bâti (24) est une liaison pivot glissant, dont la direction de 15 glissement (42) est sensiblement axiale.