FR2990151A1 - MEMBRANE FOR VULCANIZING THE INNER PART OF A TIRE IN WHICH CIRCULATES A PRESSURIZED GAS COMPRISING TURBULENCE GENERATORS - Google Patents

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Abstract

Membrane de cuisson (20) destinée à venir se plaquer contre la partie interne d'un pneumatique (P) et à délimiter une enceinte (1) de vulcanisation dans laquelle circule un gaz caloporteur sous pression. Cette membrane comprend des promoteurs de turbulence (21) disposés sur tout ou partie de sa paroi interne, et dont la longueur caractéristique est supérieure à 10 mm lorsque la membrane est déployée.Cooking membrane (20) intended to be pressed against the inner part of a tire (P) and to define a chamber (1) for vulcanization in which circulates a heat transfer gas under pressure. This membrane comprises turbulence promoters (21) disposed on all or part of its inner wall, and whose characteristic length is greater than 10 mm when the membrane is deployed.

Description

MEMBRANE DE VULCANISATION DE LA PARTIE INTERIEURE D'UN PNEUMATIQUE DANS LAQUELLE CIRCULE UN GAZ SOUS PRESSION COMPRENANT DES GENERATEURS DE TURBULENCE [1] L'invention concerne le domaine de la vulcanisation des pneumatiques et s'intéresse plus particulièrement aux enceintes de vulcanisation dans lesquelles l'apport des calories se fait à l'aide de moyens situés directement à l'intérieur de ladite enceinte. [2] Un fluide caloporteur, en général de l'azote sous pression, circule dans la cavité interne de l'enceinte à l'aide d'un ventilateur de circulation entrainé par un moteur électrique baignant en totalité dans ledit fluide caloporteur. Les calories nécessaires sont fournies par des éléments chauffants tels que des résistances ou encore des moyens de chauffage par induction placés sur le trajet du fluide caloporteur. [3] Des dispositifs de ce type sont décrits à titre d'exemple dans la publication EP 686 492, ou encore dans la publication US 7 435 069. [4] L'enceinte comprend en règle générale un moule rigide destiné à former l'empreinte de la partie extérieure du pneumatique. Une membrane souple et élastique, sous l'effet de l'augmentation de la pression vient se plaquer contre la paroi interne du pneumatique pour permettre aux éléments de sculpture du moule de pénétrer en profondeur dans l'ébauche de pneumatique à vulcaniser. [5] Le gaz caloporteur entrainé par le ventilateur circule dans l'enceinte délimitée par la partie interne de la membrane de manière à échanger ses calories avec le pneumatique par l'intermédiaire de la membrane souple. [6] L'invention a pour objet de proposer un moyen permettant d'augmenter le rendement de cet échange thermique. [7] La membrane de cuisson selon l'invention se caractérisée en ce qu'elle comprend des promoteurs de turbulence, encore dénommés turbulateurs, disposés sur tout ou partie de sa surface interne dont la longueur caractéristique est comprise entre 10 mm et 20 mm lorsque la membrane est déployée. [008] On entend ici par longueur caractéristique, la corde de plus grande longueur reliant deux points de la surface du générateur de turbulence, ladite corde étant parallèle à un plan tangent à la paroi de la membrane passant par ledit turbulateur, et sensiblement perpendiculaire au sens de circulation du gaz caloporteur à proximité de la paroi interne de la membrane. [9] Ainsi, en utilisant une membrane de ce type dans une presse de vulcanisation, dans laquelle circule un gaz caloporteur dont les conditions de température et de pression sont adaptées à la vulcanisation d'un pneumatique, la vitesse de ce gaz à proximité de la paroi intérieure étant située dans une plage déterminée, on obtient un nombre de Reynolds au niveau d'un générateur de turbulence supérieur à 104. Il en résulte un régime d'écoulement turbulent permettant d'augmenter de manière significative les échanges thermiques entre le gaz caloporteur et la membrane de cuisson. [10] Il est ainsi possible de modifier localement les échanges thermiques, par exemple dans les zones du pneumatique de forte épaisseur telles que le sommet, et de réduire proportionnellement les apports de calories dans les zones de plus faible épaisseur telles que les flancs. [011] Préférentiellement, les promoteurs de turbulence sont disposés en saillie par rapport à la paroi interne de la membrane. Dans ce cas, les promoteurs de turbulence ont une forme cylindrique. Le rapport entre leur hauteur et la longueur caractéristique est compris entre 1 et 2. [12] Les promoteurs de turbulence peuvent aussi être disposés en creux par rapport à la paroi interne de la membrane. Dans ce cas, le rapport entre la profondeur et la longueur caractéristique des promoteurs de turbulence est préférentiellement compris entre 0,15 et 0,30. Préférentiellement, ces creux peuvent avoir une forme sphérique ou ellipsoïdale. [13] Préférentiellement, la section d'un promoteur de turbulence par un plan sensiblement perpendiculaire à une droite normale à la paroi de la membrane passant par ledit promoteur de turbulences a la forme d'un cercle dont le diamètre est sensiblement égal à la longueur caractéristique. [14] Préférentiellement les distances minimales dans la direction axiale et dans la direction circonférentielle entre deux promoteurs de turbulence du type ci-dessus sont sensiblement égales à la longueur caractéristique. [15] Préférentiellement, la longueur caractéristique des générateurs de turbulences du type ci-dessus est comprise de préférence entre 10 mm et 20 mm. [16] Une autre forme de réalisation peut aussi prévoir une membrane de cuisson comprenant des promoteurs de turbulence en saillie par rapport à la paroi interne de ladite membrane, définissant des cordons de hauteur et d'épaisseur données, et dont la longueur est assimilée à la longueur caractéristique. Dans ce cas, la hauteur et l'épaisseur d'un cordon est préférentiellement comprise entre 3 mm et 5 mm, et la distance entre deux cordons est comprise entre 6 et 7 fois la hauteur d'un cordon. [17] L'invention s'intéresse également à un procédé de vulcanisation d'un pneumatique dans un moule de cuisson comprenant une membrane de cuisson du type ci-dessus, venant se plaquer contre la partie interne du pneumatique de manière à délimiter une enceinte de vulcanisation [18] Sous l'action d'un ventilateur, on fait circuler un gaz à une vitesse donnée de sorte que, au niveau des promoteurs de turbulence placés sur la partie interne de la membrane, le nombre de Reynolds soit supérieur à 104. [19] Préférentiellement, le nombre de Reynolds est compris entre 104 et 105. [020] Préférentiellement, le gaz caloporteur est de l'azote porté, pendant tout ou partie du cycle de vulcanisation, à une température supérieure à 150°C et à une pression supérieure à 10 bars. [021] La description qui suit s'appuie sur les figures 1 à 7 dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une enceinte de cuisson comprenant une membrane de cuisson selon l'invention, - les figures 2 et 3 représentent des vues schématiques d'une première forme d'exécution de l'invention, - les figures 4 et 5 représentent des vues schématiques d'une seconde forme d'exécution de l'invention, - la figure 6 représente une vue schématique d'une troisième forme d'exécution de l'invention - la figure 7 représente une vue en coupe d'une enceinte de cuisson comprenant une membrane de cuisson selon une combinaison de la seconde et de la troisième forme d'exécution de l'invention, [022] L'enceinte de vulcanisation représentée à la figure 1 est délimitée par un plateau inférieur 11 et un plateau supérieur 12, reliés par une membrane de cuisson élastique 20, dont les deux bourrelets 13 et 14 sont ancrés à la circonférence desdits plateaux. La membrane de cuisson collabore de façon connue avec un moule rigide destiné à conférer sa forme extérieure audit pneumatique. Le moule proprement dit est formé de deux coquilles (non représentées) destinées à mouler les flancs et par des secteurs annulaires (non représentés) destinés à mouler la bande de roulement. [023] La partie centrale de l'enceinte comprend un axe de manoeuvre 15, concentrique à l'axe de révolution )0(' de l'enceinte, destiné à animer les plateaux supérieurs et inférieurs lors des phases d'introduction et d'extraction du pneumatique. [24] Les pales d'un ventilateur de circulation 40 sont entrainées en rotation par un plateau 31 supporté par un arbre creux 16, lui-même animé par un moteur (non représenté). [25] Sous l'action du ventilateur de circulation 40, le gaz caloporteur est aspiré au niveau de la partie centrale 41 du ventilateur, traverse le faisceau d'éléments chauffant 50, puis est éjecté dans la partie basse de l'enceinte et vient lécher les parois de la membrane 20 au travers de laquelle s'opèrent les échanges thermiques avec le pneumatique. La vitesse V du gaz à proximité de la paroi intérieure, et en particulier au niveau de la partie située sous le sommet du pneumatique est dirigée sensiblement dans le sens circonférentiel. [26] En régime de fonctionnement normal la vitesse V à proximité de la paroi peut varier de 5 m/s à 10m/s. En raison des pertes de charge et du régime d'écoulement dans l'enceinte, et pour assurer une bonne recirculation du gaz caloporteur vers l'entrée du ventilateur, il n'est pas jugé souhaitable d'augmenter la vitesse du fluide au-delà de cette valeur maximale, à défaut de s'équiper de ventilateurs de très forte puissance et de moyens supplémentaires pour forcer la recirculation du fluide. [27] Le gaz caloporteur, en règle générale de l'azote, est porté à une température pouvant être comprise entre 150°C et 200°C. La pression à l'intérieur de l'enceinte varie entre 5 bars et 20 bars. [28] Dans la forme de représentation de la figure 1, la membrane de cuisson à laquelle sont conférées quelques propriétés élastiques, est en position déployée et plaquée contre la partie interne du pneumatique sous l'effet de la pression du gaz caloporteur. Lors de l'extraction du pneumatique, la membrane de cuisson est ramenée vers la partie centrale de l'enceinte de manière à libérer l'espace servant au passage du bourrelet inférieur. Aussi, par convention, les valeurs géométriques qui sont indiquées dans la présente description sont mesurées lorsque la membrane est déployée et peuvent être légèrement inférieures lorsque la membrane est en position repliée. [29] La paroi interne de la membrane comprend des promoteurs de turbulence 21, disposés sur une partie de sa surface, en l'espèce au niveau de la couronne située sous le sommet du pneumatique P. [30] La figure 2 et la figure 3 représentent une première forme d'exécution de l'invention dans laquelle les promoteurs de turbulence 21 sont disposés en creux par rapport à la surface interne de la membrane de cuisson. [31] A titre préférentiel, le creux peut utilement se présenter sous la forme d'une portion de sphère ou d'une portion d'ellipsoïde dont la section par un plan perpendiculaire à une normale à la surface de la membrane est de forme circulaire. [32] Dans le cas des générateurs de turbulences présentant une symétrie de révolution, la longueur caractéristique L est mesurée au niveau du plus grand diamètre du générateur de turbulences en forme de coupelle. La forme circulaire présente aussi un avantage particulier en ce que la longueur caractéristique est la même quelle que soit l'orientation du vecteur vitesse V. [33] La longueur caractéristique est alors adaptée pour que le nombre de Reynolds du gaz au voisinage du générateur de turbulence soit supérieur à 104. [34] Lorsque le transfert thermique s'effectue essentiellement par conduction on cherche à augmenter la surface de la membrane en contact avec le fluide caloporteur. Toutefois, ce mode d'échange est très limité dans la mesure où les gaz sont peu conducteurs de la chaleur en eux-mêmes et que le fluide rechargé en énergie présent à la paroi doit être renouvelé fréquemment. Dans ce cas il devient judicieux de mettre le gaz en mouvement, si possible en régime turbulent, de manière à augmenter le transfert d'énergie par convection. [35] La performance de l'échange de type convectif peut s'apprécier par exemple à l'aide d'un nombre adimensionnel tel que le nombre de Nusselt N hL u = - k Où h représente le coefficient de transfert thermique (en VV.m-2.K-1), L (en m) la longueur caractéristique et k en (VV.m.m-1.K-1) la conductivité thermique du fluide à la pression et à la température considérée. [036] Le nombre de Nusselt est inférieur à 1 lorsque l'échange de chaleur se fait uniquement par conduction et augmente lorsque la part de l'échange par convection s'accroit. [037] Pour un gaz donné le nombre de Nusselt est relié expérimentalement au nombre de Reynolds par une formule du type = EC x (VL" (u`' ) Ô) Formule dans laquelle C est une constante (sans unité) dépendant de la géométrie de la veine fluide, V (en ms-1) représente la vitesse d'écoulement du fluide, L (en m) la longueur caractéristique, v la viscosité cinématique (en m2.s-1), et 6 la diffusivité dynamique (en s.m-2). [38] En considérant que la variation du rapport v/6, connu aussi sous le nom de nombre de Prandlt, est de second ordre pour un fluide donné dans la plage de fonctionnement du gaz utilisé pour la vulcanisation d'un pneumatique, on observe que le facteur déterminant permettant de faire croitre le nombre de Nusselt est le rapport VLJv qui figure précisément le nombre de Reynolds, lequel représente l'étant de turbulence du fluide. [39] Un nombre de Reynolds au moins supérieur à 104 représente des valeurs pour lesquelles l'écoulement du fluide n'est plus laminaire et donne des résultats significatifs avec un fluide tel que de l'azote chaud sous pression. Pour obtenir cette valeur avec un fluide dont la viscosité cinématique est comprise, pour ces températures et pour la gamme de pression utile, entre 1,7 10-6 m2.s-1 et 6,4 10-6 m2.s-1, on obtient des longueurs caractéristiques supérieures à 10 mm. Cette valeur théorique est par ailleurs recoupée par l'expérience. [040] Pour que l'effet du turbulateur reste sensible il convient également que la longueur L ne soit pas trop importante et reste de préférence inférieure à 20mm. [041] La profondeur p des promoteurs de turbulence est limitée par l'épaisseur de la membrane et par les considérations liées à sa résistance mécanique en regard de la durée de vie exigée pour ce type de matériel. [042] Toutefois, il a été mis en évidence de façon expérimentale que des profondeurs dont la valeur était comprise entre 0,15 et 0,30 la valeur de la longueur caractéristique L, permettaient d'obtenir des résultats optimums. [43] La distribution des promoteurs de turbulence selon les directions axiales A et circonférentielles C peut faire l'objet de nombreuses variantes mais de bons résultats ont été obtenus avec une distance axiale minimale A et une distance circonférentielle minimale C entre deux turbulateurs sensiblement égale à la longueur caractéristique et, en l'espèce au diamètre des générateurs de turbulence 21. [44] On fera observer ici que l'on augmente la qualité de l'échange thermique en augmentant le nombre de promoteurs de turbulence. On aura donc intérêt à obtenir une distribution des turbulateurs sur la surface de la paroi interne aussi compacte que possible. [45] La seconde forme de réalisation d'un générateur de turbulence, en référence aux figures 4 et 5, reprend les mêmes principes que ceux qui sont exposés ci-dessus, et propose de disposer les turbulateurs en saillie par rapport à la paroi interne de la membrane. [46] De manière préférentielle on optera pour des générateurs de turbulence de forme cylindrique de section circulaire dont le diamètre, égal à la longueur caractéristique, est supérieur à lOmm pour les mêmes raisons que celles qui ont été exposées ci-dessus. [47] On optera également pour des turbulateurs dont le diamètre est inférieur à 20 20mm. [48] La valeur de la hauteur h des générateurs de turbulence selon cette seconde forme de réalisation peut utilement être comprise entre une et deux fois la valeur de la longueur caractéristique L et qui, dans le cas d'espèce représenté à la figure 4, est égale au diamètre du cylindre. 25 [049] La distribution axiale A et circonférentielle C ayant donné les meilleurs résultats est similaire à celle décrite pour la première forme de réalisation dans laquelle les valeurs de A et C sont égales au diamètre des turbulateurs. [050] En référence à la figure 6, une troisième forme de turbulateur a également été expérimentée et se présente sous la forme de cordons, disposés en saillie par rapport à 30 la paroi interne de la membrane de cuisson. Le cordon peut s'étendre dans une direction perpendiculaire à la direction du vecteur vitesse à proximité de la paroi. Il peut également faire un angle donné avec cette direction. En pratique, l'angle formé par les cordons avec la direction circonférentielle peut varier de 30° à 90°. [51] La hauteur h et la largeur e des cordons peut utilement être comprise entre 3mm et 5mm. La longueur L des cordons, assimilée ici par extension à la longueur caractéristique est supérieure à 10 mm et peut être comprise entre 20 mm et 50 mm. [52] De même, ces cordons peuvent être continus ou interrompus, faire un angle donné avec la direction du vecteur vitesse et avec la direction circonférentielle, être disposés parallèlement les uns par rapport aux autres ou encore former des motifs tels que des motifs en vol de canard. [053] On observe à ce stade de la description que les formes de réalisation de l'invention décrites sont celles ayant permis d'obtenir les résultats recherchés et dont le mode de fabrication s'est avéré être le plus économique. Elles peuvent être employées de manière uniforme ou être combinées sur une même membrane comme cela est représenté à la figure 7 où on peut observer la présence de turbulateurs (22) selon la deuxième forme de réalisation de l'invention, de longueur caractéristique L1, et des turbulateurs (23) selon la troisième forme de réalisation de l'invention, de longueur caractéristique L2. [54] Ces formes ont également l'avantage de présenter un faible impact sur la résistance de la membrane et sur sa durée de vie mesurée en nombre de cycle de cuisson réalisés. [55] Bien évidemment, on fera remarquer en conclusion qu'une multitude de formes équivalentes sont susceptibles de procurer des avantages similaires, et s'inscrivent de ce fait dans le champ de l'invention. The invention relates to the field of vulcanization of tires and is more particularly concerned with vulcanization enclosures in which the tire vulcanization sector is characterized. calories are supplied by means located directly inside said enclosure. [2] A heat transfer fluid, generally pressurized nitrogen, circulates in the internal cavity of the chamber using a circulation fan driven by an electric motor fully immersed in said heat transfer fluid. The necessary calories are provided by heating elements such as resistors or induction heating means placed in the path of the heat transfer fluid. [3] Devices of this type are described by way of example in publication EP 686 492, or in US 7,435,069. [4] The enclosure generally comprises a rigid mold intended to form the impression of the outer part of the tire. A flexible and elastic membrane, under the effect of the increase in pressure is pressed against the inner wall of the tire to allow the carving elements of the mold to penetrate deep into the tire blank to vulcanize. [5] The coolant gas driven by the fan circulates in the enclosure delimited by the inner part of the membrane so as to exchange its heat with the tire via the flexible membrane. The invention aims to provide a means for increasing the efficiency of this heat exchange. [7] The baking membrane according to the invention is characterized in that it comprises turbulence promoters, also called turbulators, arranged on all or part of its inner surface whose characteristic length is between 10 mm and 20 mm when the membrane is deployed. [008] Here is meant by characteristic length, the rope of greater length connecting two points of the surface of the turbulence generator, said rope being parallel to a plane tangential to the wall of the membrane passing through said turbulator, and substantially perpendicular to the flow direction of the heat transfer gas near the inner wall of the membrane. [9] Thus, by using a membrane of this type in a vulcanization press, in which circulates a heat-transfer gas whose temperature and pressure conditions are adapted to the vulcanization of a tire, the velocity of this gas in the vicinity of the inner wall being situated in a determined range, a Reynolds number is obtained at a turbulence generator greater than 104. This results in a turbulent flow regime which makes it possible to significantly increase the heat exchange between the gas coolant and the baking membrane. [10] It is thus possible to locally change the heat exchange, for example in areas of the thick tire such as the top, and reduce proportionally calorie inputs in areas of smaller thickness such as flanks. [011] Preferably, the turbulence promoters are arranged projecting relative to the inner wall of the membrane. In this case, the turbulence promoters have a cylindrical shape. The ratio between their height and the characteristic length is between 1 and 2. [12] The turbulence promoters may also be hollowed out with respect to the inner wall of the membrane. In this case, the ratio between the depth and the characteristic length of the turbulence promoters is preferably between 0.15 and 0.30. Preferably, these hollows may have a spherical or ellipsoidal shape. [13] Preferably, the section of a turbulence promoter by a plane substantially perpendicular to a line normal to the wall of the membrane passing through said turbulence promoter has the shape of a circle whose diameter is substantially equal to the length feature. [14] Preferably the minimum distances in the axial direction and in the circumferential direction between two turbulence promoters of the above type are substantially equal to the characteristic length. [15] Preferably, the characteristic length of the turbulence generators of the above type is preferably between 10 mm and 20 mm. [16] Another embodiment may also provide a cooking membrane comprising turbulence promoters protruding from the inner wall of said membrane, defining cords of given height and thickness, and whose length is comparable to the characteristic length. In this case, the height and thickness of a bead is preferably between 3 mm and 5 mm, and the distance between two cords is between 6 and 7 times the height of a bead. [17] The invention also relates to a method of vulcanizing a tire in a baking mold comprising a baking membrane of the above type, coming to press against the inner part of the tire so as to delimit an enclosure Vulcanization [18] Under the action of a fan, a gas is circulated at a given speed so that at the level of the turbulence promoters placed on the inner part of the membrane, the Reynolds number is greater than 104 [19] Preferably, the Reynolds number is between 104 and 105. [020] Preferably, the heat transfer gas is nitrogen carried during all or part of the vulcanization cycle, at a temperature greater than 150 ° C. and at a pressure above 10 bar. The following description is based on FIGS. 1 to 7 in which: FIG. 1 represents a sectional view of a cooking chamber comprising a cooking membrane according to the invention, FIGS. 2 and 3 FIGS. 4 and 5 show diagrammatic views of a second embodiment of the invention, FIG. 6 represents a schematic view of FIG. a third embodiment of the invention - Figure 7 shows a sectional view of a cooking chamber comprising a cooking membrane according to a combination of the second and the third embodiment of the invention, [ 022] The vulcanization chamber shown in Figure 1 is delimited by a lower plate 11 and an upper plate 12, connected by an elastic cooking membrane 20, the two beads 13 and 14 are anchored to the circumference of said trays. The baking membrane collaborates in a known manner with a rigid mold for imparting its external shape to said tire. The mold itself is formed of two shells (not shown) for molding the sidewalls and by annular sectors (not shown) for molding the tread. [023] The central part of the enclosure comprises a maneuvering axis 15, concentric with the axis of revolution) 0 ('of the enclosure, intended to animate the upper and lower trays during the introduction phases and extraction of the tire [24] The blades of a circulation fan 40 are rotated by a plate 31 supported by a hollow shaft 16, itself driven by a motor (not shown). [25] Under the action of the circulation fan 40, the heat-transfer gas is sucked at the central portion 41 of the fan, passes through the bundle of heating elements 50, is then ejected in the lower part of the chamber and licks the walls of the membrane 20 Through which thermal exchanges with the tire occur, the velocity V of the gas in the vicinity of the inner wall, and in particular at the portion below the crown of the tire, is directed substantially in the circumferential direction. ] In re Normal operating speed Speed V near the wall can vary from 5 m / s to 10 m / s. Due to the pressure losses and the flow regime in the enclosure, and to ensure a good recirculation of the coolant gas to the inlet of the fan, it is not considered desirable to increase the speed of the fluid beyond of this maximum value, failing to be equipped with fans of very high power and additional means to force the recirculation of the fluid. [27] The heat-transfer gas, as a rule nitrogen, is brought to a temperature which may be between 150 ° C and 200 ° C. The pressure inside the chamber varies between 5 bars and 20 bars. [28] In the form of representation of Figure 1, the baking membrane to which are conferred some elastic properties, is in the deployed position and pressed against the inner portion of the tire under the effect of the pressure of the heat transfer gas. During the extraction of the tire, the baking membrane is returned to the central portion of the enclosure so as to release the space for the passage of the lower bead. Also, by convention, the geometrical values which are indicated in the present description are measured when the membrane is deployed and may be slightly lower when the membrane is in the folded position. [29] The inner wall of the membrane comprises turbulence promoters 21, arranged on a part of its surface, in this case at the crown located under the crown of the tire P. [30] FIG. 2 and FIG. 3 represent a first embodiment of the invention in which the turbulence promoters 21 are recessed relative to the internal surface of the cooking membrane. [31] Preferably, the recess may usefully be in the form of a sphere portion or an ellipsoid portion whose section by a plane perpendicular to a normal to the surface of the membrane is circular in shape . [32] In the case of turbulence generators with symmetry of revolution, the characteristic length L is measured at the largest diameter of the cup-shaped turbulence generator. The circular shape also has a particular advantage in that the characteristic length is the same regardless of the orientation of the velocity vector V. [33] The characteristic length is then adapted so that the Reynolds number of the gas in the vicinity of the generator of turbulence is greater than 104. [34] When the heat transfer is carried out essentially by conduction, it is sought to increase the surface area of the membrane in contact with the coolant. However, this mode of exchange is very limited insofar as the gases are little conductor of heat in themselves and the fluid recharged energy present at the wall must be renewed frequently. In this case it is advisable to put the gas in motion, if possible in a turbulent regime, so as to increase the convective energy transfer. [35] The convective type exchange performance can be evaluated for example using a non-dimensional number such as the Nusselt number N hL u = - k Where h represents the heat transfer coefficient (in VV .m-2.K-1), L (in m) the characteristic length and k in (VV.mm-1.K-1) the thermal conductivity of the fluid at the pressure and at the considered temperature. [036] The Nusselt number is less than 1 when the exchange of heat is only by conduction and increases when the share of the convective exchange increases. [037] For a given gas the Nusselt number is experimentally bound to the Reynolds number by a formula of the type = EC x (VL "(u` ') Ô) Formula in which C is a constant (without unit) depending on the geometry of the fluid vein, V (in ms-1) represents the fluid flow velocity, L (in m) the characteristic length, v the kinematic viscosity (in m2.s-1), and 6 the dynamic diffusivity ( in sm-2) [38] Considering that the variation of the v / 6 ratio, also known as the Prandlt number, is second-order for a given fluid in the operating range of the gas used for the vulcanization of In a tire, it is observed that the determining factor making it possible to increase the Nusselt number is the ratio VLJv which precisely represents the Reynolds number, which represents the turbulence being of the fluid. [39] A Reynolds number at least higher at 104 represents values for which the fluid flow is no longer It is laminar and gives significant results with a fluid such as hot nitrogen under pressure. To obtain this value with a fluid whose kinematic viscosity is included, for these temperatures and for the range of useful pressure, between 1.7 10-6 m2.s-1 and 6.4 10-6 m2.s-1, Characteristic lengths greater than 10 mm are obtained. This theoretical value is also cross-checked by experience. [040] For the effect of the turbulator remains sensitive it is also appropriate that the length L is not too large and is preferably less than 20mm. [041] The depth p of the turbulence promoters is limited by the thickness of the membrane and by considerations related to its mechanical strength with regard to the service life required for this type of equipment. [042] However, it has been experimentally demonstrated that depths ranging from 0.15 to 0.30 in the value of the characteristic length L, give optimum results. [43] The distribution of turbulence promoters according to the axial directions A and circumferential C can be varied in many ways, but good results have been obtained with a minimum axial distance A and a minimum circumferential distance C between two turbulators substantially equal to the characteristic length and, in this case, the diameter of the turbulence generators 21. [44] It will be observed here that the quality of the heat exchange is increased by increasing the number of turbulence promoters. It will therefore be advantageous to obtain a distribution of the turbulators on the surface of the inner wall as compact as possible. [45] The second embodiment of a turbulence generator, with reference to FIGS. 4 and 5, uses the same principles as those described above, and proposes to arrange the projecting turbulators with respect to the internal wall. of the membrane. [46] Preferably one will opt for cylindrical turbulence generators of circular section whose diameter, equal to the characteristic length, is greater than 10 mm for the same reasons as those described above. [47] We will also opt for turbulators whose diameter is less than 20mm. [48] The value of the height h of the turbulence generators according to this second embodiment can usefully be between one and two times the value of the characteristic length L and which, in the case shown in FIG. is equal to the diameter of the cylinder. [049] The best-performing axial distribution A and circumferential C is similar to that described for the first embodiment in which the values of A and C are equal to the diameter of the turbulators. [050] With reference to FIG. 6, a third form of turbulator has also been experimented and is in the form of cords, arranged projecting with respect to the internal wall of the cooking membrane. The bead may extend in a direction perpendicular to the direction of the velocity vector near the wall. He can also make a given angle with this direction. In practice, the angle formed by the beads with the circumferential direction can vary from 30 ° to 90 °. [51] The height h and width e cords can usefully be between 3mm and 5mm. The length L of the cords, here assimilated by extension to the characteristic length is greater than 10 mm and can be between 20 mm and 50 mm. [52] Similarly, these cords can be continuous or interrupted, make a given angle with the direction of the velocity vector and with the circumferential direction, be arranged parallel to each other or form patterns such as patterns in flight duck. [053] It is observed at this stage of the description that the embodiments of the invention described are those that made it possible to obtain the desired results and whose method of manufacture proved to be the most economical. They can be used uniformly or be combined on the same membrane as shown in FIG. 7, where the presence of turbulators (22) according to the second embodiment of the invention, of characteristic length L1, and turbulators (23) according to the third embodiment of the invention, of characteristic length L2. [54] These forms also have the advantage of having a low impact on the resistance of the membrane and on its lifetime measured in the number of cooking cycles carried out. [55] Of course, it will be concluded that a multitude of equivalent forms are likely to provide similar benefits, and thus fall within the scope of the invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS1) Membrane de cuisson (20) destinée à venir se plaquer contre la partie interne d'un pneumatique (P) et à délimiter une enceinte (1) de vulcanisation dans laquelle circule un gaz caloporteur sous pression, caractérisée en ce qu'elle comprend des promoteurs de turbulence (21, 22, 23) disposés sur tout ou partie de sa paroi interne, et dont la longueur caractéristique (L) est supérieure à 10 mm lorsque la membrane est déployée. 1) Cooking membrane (20) intended to be pressed against the inner part of a tire (P) and to define a chamber (1) for vulcanization in which circulates a heat transfer gas under pressure, characterized in that it comprises turbulence promoters (21, 22, 23) disposed on all or part of its inner wall, and whose characteristic length (L) is greater than 10 mm when the membrane is deployed. 2) Membrane de cuisson selon .1a revendication 1, dans laquelle les promoteurs de turbulence sont disposés en saillie (22, 23) par rapport à la paroi interne de la membrane (20). 2) A cooking membrane according to claim 1, wherein the turbulence promoters are arranged projecting (22, 23) with respect to the inner wall of the membrane (20). 3) Membrane de cuisson selon la revendication 2, dans laquelle le rapport entre la hauteur (h) et la longueur caractéristique (L) des promoteurs de turbulence est compris entre 1 et 2. 3) The cooking membrane according to claim 2, wherein the ratio between the height (h) and the characteristic length (L) of the turbulence promoters is between 1 and 2. 4) Membrane de cuisson selon l'une de revendications 2 ou 3, dans laquelle les promoteurs de turbulence (22) ont une forme cylindrique ou sphérique. 4) The cooking membrane according to one of claims 2 or 3, wherein the turbulence promoters (22) have a cylindrical or spherical shape. 5) Membrane de cuisson selon la revendication 1, dans laquelle les promoteurs de turbulence (21) sont disposés en creux par rapport à la paroi interne de la membrane (20). 5) A cooking membrane according to claim 1, wherein the turbulence promoters (21) are recessed relative to the inner wall of the membrane (20). 6) Membrane de cuisson selon la revendication 5, dans laquelle le rapport entre la profondeur (p) et la longueur caractéristique (L) des promoteurs de turbulence est compris entre 0,15 et 0,30. The cooking membrane of claim 5, wherein the ratio of the depth (p) to the characteristic length (L) of the turbulence promoters is between 0.15 and 0.30. 7) Membrane de cuisson selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la section d'un promoteur de turbulence par un plan sensiblement perpendiculaire à une droite normale à la paroi de la membrane passant par ledit promoteur de turbulences (21, 22) a la forme d'un cercle dont le diamètre est sensiblement égal à la longueur caractéristique (L). 7) Cooking membrane according to one of claims 1 to 6, wherein the section of a turbulence promoter by a plane substantially perpendicular to a line normal to the wall of the membrane passing through said turbulence promoter (21, 22 ) has the shape of a circle whose diameter is substantially equal to the characteristic length (L). 8) Membrane de cuisson selon la revendication 7, dans laquelle la distance minimale dans la direction axiale (A) et dans la direction circonférentielle (C) entre deux promoteurs de turbulence est sensiblement égale à la longueur caractéristique (L).y - 10 8) A cooking membrane according to claim 7, wherein the minimum distance in the axial direction (A) and in the circumferential direction (C) between two turbulence promoters is substantially equal to the characteristic length (L) .y-10 9) Membrane de cuisson selon l'une des revendications 7 ou 8, dans laquelle la longueur caractéristique (L) des générateurs de turbulences (21, 22) est comprise entre 10 mm et 20 mm. 9) Cooking membrane according to one of claims 7 or 8, wherein the characteristic length (L) of the turbulence generators (21, 22) is between 10 mm and 20 mm. 10) Membrane de cuisson selon la revendication 2, dans laquelle les générateurs de turbulence ont la forme de cordons (23), de hauteur (h) et d'épaisseur (e) données, dont la longueur est assimilée à la longueur caractéristique (L), et formant un angle donné avec la direction circonférentielle. 10) A cooking membrane according to claim 2, wherein the turbulence generators are in the form of cords (23), height (h) and thickness (e) data, whose length is comparable to the characteristic length (L ), and forming a given angle with the circumferential direction. 11) Membrane de cuisson selon la revendication 10, dans laquelle la hauteur (h) let l'épaisseur (e) d'un cordon est comprise entre 3 mm et 5 mm, et dans laquelle la distance minimale (D) entre deux cordons est comprise entre 6 et 7 fois la hauteur (h) d'un cordon. 11) A cooking membrane according to claim 10, wherein the height (h) and the thickness (e) of a bead is between 3 mm and 5 mm, and wherein the minimum distance (D) between two cords is between 6 and 7 times the height (h) of a cord. 12) Procédé de vulcanisation d'un pneumatique dans un moule de cuisson comprenant une membrane de cuisson selon l'une des revendications 1 à 11, et venant se plaquer contre la partie interne du pneumatique de manière à délimiter une enceinte de vulcanisation, caractérisé en ce que, sous l'action d'un ventilateur, on fait circuler un gaz à une vitesse donnée de sorte que, au niveau des promoteurs de turbulence placés sur la partie interne de la membrane, le nombre de Reynolds soit supérieur à 104. 12) A method of vulcanizing a tire in a baking mold comprising a baking membrane according to one of claims 1 to 11, and being pressed against the inner part of the tire so as to define a vulcanization chamber, characterized in that that, under the action of a fan, a gas is circulated at a given speed so that at the level of the turbulence promoters placed on the inner part of the membrane, the Reynolds number is greater than 104. 13) Procédé selon la revendication 12 dans lequel le nombre de Reynolds est compris entre 104 et 105. 13) The method of claim 12 wherein the Reynolds number is between 104 and 105. 14) Procédé selon la revendication 13 dans lequel le gaz caloporteur est de l'azote porté, pendant tout ou partie du cycle de vulcanisation, à une température supérieure à 150°C et à une pression supérieure à 10 bars. 14) The method of claim 13 wherein the heat transfer gas is nitrogen carried during all or part of the vulcanization cycle at a temperature above 150 ° C and a pressure greater than 10 bar.
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