FR2691095A1

FR2691095A1 - Tyre mould

Info

Publication number: FR2691095A1
Application number: FR9205903A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Ladouce; Daniel Laurent
Original assignee: Sedepro SA
Current assignee: Sedepro SA
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-19

Abstract

A tyre mould with two shells to mould the tyre walls has a crown for the tread moulding comprising a stack of narrow adjacent parts, stacked circumferentially and mounted radially. The stacked crown has adjacent elements that apply pressure to the next so as to tend to repel each other and increase the diameter of the crown. A conical frame can apply pressure to compress the crown to the desired diameter when closed.

Description

Le moulage des pneumatiques, en particulier de la bande de roulement de ceux-ci, doit satisfaire à un ensemble de conditions contraignantes.The molding of tires, in particular of the tread thereof, must satisfy a set of restrictive conditions.

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).One of these conditions relates specifically to the release operation of the tread which must impose as few stresses as possible on the tire, on pain of causing disturbances, in particular in the reinforcement architecture of the latter. This leads to prefer so-called "sector molds, illustrated for example by the patent
US 3,779,677, rather than the 2-part molds (see US Patent 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.In addition, it is desirable that, especially at the level of the tread, there should be no burr due to the rubber having been able to creep between two molding elements, for example between two sectors. It is for this reason that, as a general rule, the mold is closed (sectors all contiguous) before imposing on the green tire an additional conformation, by increasing the pressure prevailing in the vulcanization membrane, which causes the rubber of the tread in the elements molding the 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.Patent application EP 0 242 840 describes a completely rigid mold comprising a peripheral ring of sectors for molding the tread, two lateral shells for molding the sidewalls (exterior surfaces of the tire) and a rigid core for molding the interior surface of the tire . The completely rigid design of this mold brings many advantages as to the quality of the molded tire because the geometric shapes obtained are of high quality (excellent circularity, in any transverse position). However, the molding with imposed volume requires very close tolerances to be observed on the volume of the raw tire blank.

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.The main objective of the invention is to retain the advantage of the rigid mold from the point of view of respecting and perfectly mastering the geometric quality of the tires produced with this type of mold, while making the molding operation less sensitive to volume fluctuations in raw blanks for tires to be molded and vulcanized.

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.The mold of the present invention not only makes it possible to solve this problem, but also provides a general improvement in the molding and demolding of tires, whether or not a rigid core is used to mold the interior cavity of the tire. .

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.The mold according to the invention, comprising two shells for molding the outside of the sidewalls, and a peripheral crown for molding the outside of the tread, is characterized in that said crown consists of a stack in the circumferential direction of a plurality of adjacent elements of small thickness, extending transversely over the entire width of said crown, and oriented substantially radially, and in that means are provided allowing said crown to grow in diameter while maintaining the respective circumferential position of each element unchanged.

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.In a preferred embodiment, it is the elements themselves which comprise the means allowing said crown to grow in diameter: each element bears on the two adjacent elements to ensure a sort of elastic repulsion of the elements relative to the others in the circumferential direction.

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.In this way, the support reactions of said elements on each other, that is to say the circumferentially oriented support reactions, constantly tend to separate the elements from each other. This spacing can only be accompanied by a simultaneous radial recoil of said elements, as will be explained in detail below. Thus, the mold behaves less rigidly.

Les figures suivantes illustrent un mode de réalisation de l'invention et permettent d'en saisir tous les avantages.The following figures illustrate an embodiment of the invention and make it possible to grasp all the advantages.

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.FIG. I is a meridian section of the mold of the invention,
FIG. 2 is a section perpendicular to the axis of rotation, along II II, in FIG. 1,
FIG. 3 is a view in the radial direction, as indicated by the arrow III in FIG. 2, amplifying the shape which the mold according to the invention can take,
FIG. 4 is a view in the radial direction oriented in the opposite direction, from the point of view and the orientation indicated by the arrow IV in FIG. 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. In this embodiment of the invention, the peripheral crown for molding the tread is formed by a multitude of adjacent sheets 1, arranged so that the approach movement (molding) and backward movement (demolding), which made in the plane of the sheet, ie purely radial at any point of the tire. This movement is exactly radial, to the thickness of the sheets, thickness corresponding to the resolution of the system.

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.On the other hand, with known technology, even for sector molds, the mold release movement of the sculpture cannot be perfectly radial: by observing the recoil movement of the sectors, it can be seen that the mold release is only radial at the level of the median plane of each sector. The release is done in a direction forming an angle, with respect to the radial direction, all the greater as one moves away, in the circumferential direction, from this median position, to join the edges of the sectors. The maximum value of this angle corresponds to half of the angular development of the sector.

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". To form the peripheral crown of the molding, the sheets 1 are arranged radially (angle of 90 "according to the usual terminology for characterizing the path of the cords in the tire) or, optionally, at an angle a other than 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.Each sheet is cut so that its edge 10 ensures the molding of the sculpture. All the usual elements of sculptures, including the lamellae, can be obtained in this way.

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.According to a fundamental characteristic of the invention, each of the adjacent elements constituting the crown is supported on the two neighboring elements so that the support reactions constantly tend to repel the elements from one another. We see that each element (here, each sheet 1) is bent so as to present, in the free state of any stress, at least one corrugation which increases its size E in the circumferential direction relative to its thickness e. Figure 3 provides a good understanding of how the sheets 1 are shaped, for example by stamping, representing the shape of the peripheral ring, seen from the outside of the mold, in the open position. Typically, the thickness e of the sheet used will vary between 0.1 mm and 2 mm, and the size E will be double. Said undulations of the two adjacent elements are phase shifted so that the stacking of the elements on top of each other reaches a cumulative length
L close to or equal to the sum of the dimensions.

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.The undulations of two adjacent elements can be opposite to each other, as illustrated in Figure 3, or develop perpendicular to each other or in any other way which causes the adjacent elements not to stick together others over their entire 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.All the sheets 1 are threaded onto a belt 4 constituted by a profile, the ends of which can penetrate into each other to form a ring of freely variable diameter. This belt plays only a holding role, and does not play a direct role in the kinematics of closing and opening of the mold. This belt must not introduce friction liable to hinder the radial movements of the sheets 1. The closing of the mold is caused by the movement of conical hoops 3, movable parallel to the axis of the mold. The opening of the mold is authorized by the spacing of the hoops 3, and caused by the sheets themselves, by elastic return to a configuration as illustrated in FIG. 3, while in the closed position, the sheets are all contiguous at least on the inner side, as shown schematically in 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. All the design details of a mold applying this invention will appear perfectly with the explanation of a particular design, suitable for molding tires for passenger vehicles.

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.Or a mold made up of 1500 sheets. Each sheet 1 is curved and the corrugations of the sheets are arranged in opposition with respect to each other, as shown in FIG. 3, so that all the sheets remain in contact over a whole range of radial positions of the crown of sheets 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.It is assumed that the elastic play "j" is 0.2 mm maximum in the open position. The game "j is shown in FIG. 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.The total of all the games is 0.2 mm x 1500 sheets = 300 mm, which allows to absorb a variation in diameter of 300 mm # 100 mm in diameter, or 50 mm in radius.

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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.#
The difference between the closed position and the open position of the peripheral crown of such a mold, if we go from zero play to a play of 0.2 mm between sheets, therefore reaches a radius of 50 mm , which allows very easy demolding and extraction of tires.

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).Let's also check a specific constraint for molding on rigid core: in this case, each sheet will penetrate into the rubber of the tread before being in the closed position (see detailed explanations of the specific problem in patent EP 242 840 already cited).

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. This penetration typically occurs 7 mm before the end of travel for a usual tire tread for a passenger vehicle. We therefore have a radial stroke: 7 mm cumulative peripheral clearance: 7 mm x 2 TE r 45 mm 45 mm clearance between sheets: 1500 sheets # 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.It is also known that the physical and rheological characteristics of the rubber mixtures used for the treads are such that the rubber does not penetrate into a gap of this size. It is therefore possible to mold on a rigid core, without fear of fouling of the mold or even an impossibility of closing due to the creep of the rubber under the effect of pinching of the rubber between the peripheral crown and the rigid core.

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.The transverse curvature of the tire tread can sometimes be quite large. The play between adjacent sheets 1 can therefore be canceled on each side of the tread at the places marked 11 and 12 in FIG. 1, while there is still play in the middle part.

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. In this case, the sufficiently low clearance condition must also be checked at the median plane, and when the sheets are going to penetrate the rubber, that is to say well before the closed position of the mold. If at this stage, it is found that the clearance between sheets is too large, it is necessary to increase the number of sheets to decrease to the extent of each clearance, and / or to use sheets of which at least the end on the edge of the molding edge has a thickness gradually decreasing, to form a slight wedge. In this case, it is possible to have substantially the same play between sheets all along the molding section 10.

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.If necessary, the sheets are not flat, to meet the requirements for making the sculpture: if the main sculpture motif has the shape of an S, for example, starting from one shoulder to reach the other shoulder, each sheet itself looks like an S so that the edge of a pattern corresponds to the edge of a single sheet; another comparable example may be to want to follow the shape of certain slats. The sheets then draw curved and / or broken lines, even in the closed position.

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.This optional feature should not be confused with the hanger providing the permanent tendency to circumferential expansion with which the crown must necessarily be provided. In this case, said curved and / or broken lines are all in phase with respect to one another, unlike the corrugations of the sheets intended to cause elastic recoil, which are arranged in opposition to one another as explained above. This illustrates well that the curved and / or broken line shape in question here fulfills a function other than the shape called "corrugations" forming the specific hanger of the present 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. The invention also extends to a method of manufacturing a tire using a mold as just described, and which may comprise a rigid core serving as a support for the assembly of the components, then serving as element molding the interior cavity of the tire during vulcanization.

Claims

1. A mold for a tire, comprising two shells (2) for molding the outside of the sidewalls, and a peripheral crown for molding the outside of the tread, characterized in that said crown consists of a stack in the circumferential direction of a plurality of adjacent elements of small thickness, extending transversely over the entire width of said crown, and oriented substantially radially, and in that means are provided allowing said crown to grow in diameter while maintaining the respective circumferential position of each element unchanged.

2. Mold according to claim 1, characterized in that said means allowing said crown to grow in diameter are integrated into each element, each element resting on the two adjacent elements.

3. Mold according to claim 1 or 2, characterized in that each element is made of sheet metal (1).

4. Mold according to one of claims 1 or 3, characterized in that each element has a thickness between 0.1 mm and 2 mm.

5. Mold according to one of claims 1 to 4, characterized in that each element is curved so as to have at least one corrugation increasing, in the state free of any constraint, its size (E) in the circumferential direction by compared to its thickness (e), the undulations of two adjacent elements being out of phase.

6. Mold according to claim 5, characterized in that the undulations of two adjacent elements are opposite with respect to each other.

7. Mold according to one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises a rigid core for molding the inner face of the tire.

8. A method of manufacturing a tire, characterized in that a mold is used according to one of claims 1 to 7.

9. A method of manufacturing a tire according to claim 8, characterized in that the tire is gradually assembled on a rigid core serving as a support for the assembly of the components, then serving as a molding element for the interior cavity of the tire during the vulcanization.