FR3108059A1

FR3108059A1 - Elément de garniture de moule de cuisson pour pneumatique comprenant des lamelles

Info

Publication number: FR3108059A1
Application number: FR2002358A
Authority: FR
Inventors: Damien Bardin; Aleksander Roman; Dariusz Konobrocki; Paul Lacoste
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: FR3108059B1; EP4117899A1; WO2021181036A1; US20230166468A1; CN115279577A

Abstract

Elément de garniture (16) de moule de cuisson (10) pour pneumatique formant une surface de moulage (14), la surface de moulage comprenant des motifs en creux et en protubérance, au moins un premier motif en protubérance (30) étant formé d’une première lamelle (32) de section en forme de fourche (34), et au moins un deuxième motif en protubérance (36) étant formé d’une deuxième lamelle (38) et d’un bourrelet (40) s’étendant le long d’un contour (42) radialement interne de la deuxième lamelle, au moins un motif en creux étant délimité en partie par au moins un premier motif en protubérance (30) et au moins un deuxième motif en protubérance (36). Figure pour l’abrégé : Fig 2

Description

Elément de garniture de moule de cuisson pour pneumatique comprenant des lamelles

La présente invention concerne la fabrication des pneumatiques et, plus particulièrement, le domaine des moules de cuisson utilisés lors d’une étape de cuisson d’un pneumatique.

La fabrication d’un pneumatique comprend une étape de cuisson, pendant laquelle une ébauche de pneumatique est moulée et vulcanisée afin d’obtenir un pneumatique de caractéristiques mécaniques, de géométrie et d’aspect donnés. La cuisson du pneumatique s’effectue dans un moule de cuisson. L’ébauche de pneumatique est pressée contre le moule de manière à mouler la surface interne du moule sur ladite ébauche, et ainsi former la surface externe du pneumatique. En particulier, le moule comprend une garniture destinée à former sur la bande de roulement du pneumatique, une sculpture.

La surface de moulage de la garniture comporte des motifs en creux et en protubérances. Les motifs en protubérances sont généralement formés par des lames destinées à former des sillons d’épaisseur supérieure à 2 mm sur la sculpture du pneumatique. Les sillons permettent notamment une bonne évacuation de l’eau lors du roulage du pneumatique sur sol mouillé. De manière connue, les lames s’étendent circonférentiellement et/ou transversalement sur la surface radialement interne de la garniture, et se croisent de manière à former et à délimiter, sur la sculpture du pneumatique, des motifs en protubérances de forme parallélépipédique, généralement appelés « pains ».

Afin d’améliorer les performances du pneumatique, la garniture comprend des éléments de moulage prenant la forme de lamelles d’épaisseur allant jusqu’à 2 mm. Les lamelles forment sur la sculpture de pneumatique des entailles, sectionnant en partie ou en totalité un pain. Une entaille permet ainsi d’améliorer l’adhérence du pneumatique tout en conservant une bonne rigidité de la bande de roulement ce qui permet notamment de limiter les dissipations d’énergie.

On connait de la demande WO2010039148, au nom des demanderesses, un pneumatique dont la sculpture comprend des entailles de section en forme de fourche. Autrement dit, une entaille s’étend radialement depuis la surface de contact avec le sol de la bande de roulement, vers l’intérieur de la bande de roulement, puis se divise en deux. La partie fourchue de l’entaille est destinée à déboucher sur la surface de contact avec le sol de la bande roulement lorsque celle-ci a atteint un certain niveau d’usure. Une telle entaille permet de restaurer l’adhérence du pneumatique lorsque celui-ci a atteint un certain niveau d’usure, tout en limitant le nombre d’entailles à l’état neuf ce qui permet de conserver une bonne rigidité de la bande de roulement.

Toutefois, les lamelles dites « Y » permettant d’obtenir de telles entailles, présentent de fortes contre-dépouilles rendant leur démoulage problématique, notamment en raison du risque d’arrachage des pains de la sculpture. Le problème est d’autant plus délicat que, pour restaurer l’adhérence de manière efficace, la partie fourchue de l’entaille doit présenter un écartement suffisant ce qui accentue le risque d’arrachage des pains de la sculpture.

Un objectif de l’invention est de remédier aux inconvénients de l’état de la technique et d’apporter une solution originale pour faciliter le démoulage d’une garniture comportant des lamelles Y tout en améliorant les performances du pneumatique.

A cette fin, l’invention propose un élément de garniture de moule de cuisson pour pneumatique formant une surface de moulage, la surface de moulage comprenant des motifs en creux et en protubérance. Au moins un premier motif en protubérance est formé d’une première lamelle de section en forme de fourche. Au moins un deuxième motif en protubérance est formé d’une deuxième lamelle et d’un bourrelet s’étendant le long d’un contour radialement interne de la deuxième lamelle. Au moins un motif en creux est délimité en partie par au moins un premier motif en protubérance et au moins un deuxième motif en protubérance.

Le deuxième motif moule un canal noyé dans la bande de roulement du pneumatique, et une entaille débouchant dans ledit canal. Le canal permet d’améliorer les performances du pneumatique. Par exemple, le canal est destiné à déboucher sur la surface de la bande de roulement lorsque celle-ci a atteint un certain niveau d’usure, et permet de restaurer la capacité de drainage de l’eau du pneumatique. Il est alors possible de réduire la profondeur ou le nombre de sillons à l’état neuf. De plus, les entailles permettent, à l’état neuf, de conserver une bonne rigidité de la bande de roulement ce qui permet notamment de limiter les dissipations d’énergie. Enfin, le canal dans lequel l’entaille débouche permet de supprimer les concentrations de contraintes dans le fond de l’entaille, et ainsi, de réduire les risques d’arrachage des pains de gomme lors du roulage du pneumatique.

Par ailleurs, combiner un premier motif et un deuxième motif pour mouler des pains d’une sculpture de pneumatique permet également d’améliorer les performances dudit pneumatique, notamment lorsque sa bande de roulement a atteint un certain niveau d’usure. Le canal apporte de la souplesse à la bande roulement et participe au maintien de l’adhérence du pneumatique. Par exemple, les concepteurs ont observé qu’un pneumatique ainsi moulé permettait d’obtenir un compromis de performances plus avantageux en adhérence et en drainage, qu’un pneumatique dont les pains présentent uniquement des entailles simples ou des entailles de section en forme de fourche.

Enfin, l’atteinte d’un tel compromis de performances permet de réduire l’écartement de la partie fourchue de la première lamelle et ainsi, de réduire les contre-dépouilles de la surface de moulage de la garniture. Le risque d’arrachage des pains de la sculpture du pneumatique lors de son démoulage est alors limité.

De préférence, le premier motif en protubérance et le deuxième motif en protubérance s’intersectent. La bande de roulement ainsi moulé est plus souple, et le risque d’arrachage des pains de la sculpture du pneumatique lors de son démoulage est alors limité.

Avantageusement, le motif en creux prend sensiblement la forme d’un parallélépipède délimité par au moins un premier motif en protubérance et une paire de deuxièmes motifs en protubérance, le premier motif en protubérance intersectant à chacune de ses extrémités un deuxième motif en protubérance. Un tel agencement permet d’améliorer les performances de drainage du pneumatique. De plus, le risque d’arrachage des pains de la sculpture du pneumatique lors de son démoulage est limité.

De préférence, l’épaisseur du bourrelet du deuxième motif en protubérance est inférieure à 60% de l’épaisseur de la fourche du premier motif en protubérance, plus préférentiellement, inférieure à 50% et, encore plus préférentiellement, inférieure à 40%. Ainsi, les contre-dépouilles de la surface de moulage de la garniture sont limitées, et le risque d’arrachage des pains de la sculpture du pneumatique lors de son démoulage est également limité.

Avantageusement, la hauteur du bourrelet du deuxième motif en protubérance est comprise entre 50% et 200% de la hauteur de la fourche du premier motif en protubérance et, plus préférentiellement, comprise entre 70% et 150%.

De préférence, le bourrelet du deuxième motif en protubérance et la fourche du premier motif en protubérance se chevauchent radialement au plus sur 50% de leur hauteur et, plus préférentiellement, au plus sur 30% de leur hauteur. Un tel agencement permet de réduire le laminage de la gomme vulcanisée lorsque l’élément de garniture se retire de la bande de roulement du pneumatique. Ainsi, le risque d’arrachage des pains de la sculpture du pneumatique lors de son démoulage est limité.

Avantageusement, le premier motif en protubérance délimite un premier motif en creux, et le deuxième motif en protubérance forme une intersection avec le premier motif en protubérance, l’intersection délimitant en partie au moins un deuxième motif en creux, le deuxième motif en creux s’étendant en saillie par rapport au premier motif en creux, l’élément de garniture comportant un élément de moulage adapté pour combler le deuxième motif en creux.

De préférence, ledit élément de moulage est en venue de matière avec la première lamelle.

Selon un deuxième objet, l’invention propose un procédé de fabrication d’un pneumatique comprenant une étape de cuisson dans un moule de cuisson pour pneumatique comportant un élément de garniture selon l’invention.

Selon un troisième objet, l’invention propose un pneumatique destiné à être monté sur la jante d’une roue caractérisé en ce qu’il est obtenu par un procédé de fabrication selon le deuxième objet de l’invention.

L’invention sera mieux comprise grâce à la suite de la description, qui s’appuie sur les figures suivantes :
- la figure 1 est une vue en coupe radiale de certains éléments d’un moule de cuisson ;
- la figure 2 est une vue en perspective de certains éléments de la garniture du moule de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective d’une partie de la bande de roulement d’un pneumatique ayant atteint un certain niveau d’usure, ladite partie ayant été moulée par les éléments de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en perspective de certains éléments de la garniture du moule de la figure 1, selon une première variante de l’invention ;
- la figure 5 est une vue en perspective de certains éléments de la garniture du moule de la figure 1, selon une deuxième variante de l’invention ;
- la figure 6 est une vue en perspective de certains éléments de la garniture du moule de la figure 1, selon une deuxième variante de l’invention.

Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent la même référence. Leur description n’est donc pas systématiquement reprise.

On a illustré à la figure 1 de manière schématique un moule de cuisson 10 d’un pneumatique servant à mouler et à vulcaniser une ébauche de pneumatique, en vue d’obtenir un pneumatique de géométrie et d’aspect voulus. Le moule délimite un espace intérieur généralement symétrique par révolution d’axe central 12. Le moule de cuisson comprend un bâti, des éléments de moulage, des moyens de vulcanisation, et des moyens d’ouverture et de fermeture du moule. Les moyens d’ouverture et de fermeture sont aptes à mettre en mouvement les éléments de moulage entre une position d’ouverture et une position de fermeture (figure 1). La position d’ouverture correspond à l’étape d’extraction d’un pneumatique moulé et vulcanisé, ainsi qu’à l’étape d’introduction d’une nouvelle ébauche de pneumatique. La position de fermeture correspond à l’étape de moulage et de vulcanisation de l’ébauche de pneumatique. Les moyens de vulcanisation sont aptes à fournir l’énergie thermique et la pression nécessaires, respectivement, à la vulcanisation et au moulage de l’ébauche de pneumatique. A titre d’exemple, l’apport en énergie thermique et en pression est assuré par de la vapeur d’eau sous pression circulant autour du moule, et à l’intérieur de l’ébauche de pneumatique dans une membrane extensible. En position de fermeture du moule, les éléments de moulage forment une surface de moulage 14 correspondant en négatif à la surface externe souhaitée du pneumatique. Les éléments de moulage comprennent plus particulièrement une garniture 16 destinée à mouler la bande de roulement du pneumatique, deux coquilles 18 destinées à mouler les flancs du pneumatique, et deux anneaux 20 destinés à mouler les bourrelets du pneumatique.

La garniture 16 est en appui par sa surface radialement externe sur une couronne 22 du moule. La garniture comprend généralement une pluralité d’éléments de garniture disposés circonférentiellement. A titre d’exemple, un élément de garniture comporte plusieurs lamelles, un corps et d’éventuels inserts. Une lamelle est un élément de moulage fin. La lamelle comporte une partie de moulage dont l’épaisseur varie généralement de 0,2 à 2 mm pour un pneumatique destiné à être monté sur un véhicule de tourisme, et une partie d’ancrage apte à être immergée dans le corps de l’élément de garniture. A titre d’exemples, une lamelle est obtenue par un procédé d’enlèvement de matière tel le découpage laser, de déformation plastique tel l’emboutissage, de fabrication additive telle la consolidation par fusion sélective, ou par une combinaison de ces procédés. De préférence, un élément de garniture est obtenu par un procédé de fonderie par surmoulage du corps de l’élément de garniture autour de la partie d’ancrage des lamelles, ou par fabrication du corps de l’élément de garniture par un procédé de fabrication additive, puis assemblage dudit corps avec les lamelles. L’assemblage des lamelles avec le corps de garniture de manière à réaliser un élément de garniture peut être réalisé par un procédé d’assemblage vissé, par collage, par soudure, ou par tout autre procédé d’assemblage adéquat. Enfin, un élément de garniture peut être obtenu par un procédé de fabrication additive dans lequel le corps de l’élément de garniture et la partie de moulage des lamelles sont réalisés d’un seul tenant.

La surface de moulage de la garniture 16 comporte des motifs en creux 24 et des motifs en protubérances 26. Par « motif », on entend la forme d’une partie de la surface de moulage de la garniture, ou la forme correspondante d’une partie de la sculpture d’un pneumatique. Un motif a une fonction technique et/ou esthétique.

La surface de moulage de la garniture est circonscrite par un gabarit extérieur de forme sensiblement cylindrique ou torique, appelé « forme sommet ». Les motifs en protubérance s’étendent radialement depuis la forme sommet vers l’intérieur du moule. Une direction radiale 28 est une direction perpendiculaire à l’axe central 12 du moule. A titre d’exemple, les motifs en protubérance prennent la forme de parallélépipèdes, de sillons s’étendant circonférentiellement et/ou transversalement, ou encore, prennent la forme de lamelles ou de picots. Les motifs en protubérance délimitent totalement ou en partie, sur la surface de moulage, des motifs en creux. A titre d’exemple, les motifs en creux prennent des formes prismatiques, ou encore, s’étendent circonférentiellement et/ou transversalement selon une section polygonale.

La figure 2 illustre une partie de la surface de moulage de la garniture 16. Selon l’invention, au moins un premier motif en protubérance 30 est formé d’une première lamelle 32 de section en forme de fourche 34, et au moins un deuxième motif en protubérance 36 est formé d’une deuxième lamelle 38 et d’un bourrelet 40 s’étendant le long d’un contour 42 radialement interne de la deuxième lamelle.

La première lamelle dite Y, comprend deux parties de moulage. Une première partie de section en forme de tronc 44 s’étend depuis la forme sommet 46 vers l’intérieur du moule, et une deuxième partie, prolongeant et divisant le tronc, de section en forme de branches 34. A titre d’exemple, la deuxième partie comporte deux branches. La hauteur, mesurée selon la direction radiale 28, de la première partie est inférieure à 10 mm et, de préférence, inférieure à 7 mm. La hauteur de la deuxième partie est comprise entre 2 mm et 10 mm et, de préférence, comprise entre 2 mm et 7 mm. L’épaisseur, mesurée selon une direction circonférentielle ou transversale, de la deuxième partie ou, autrement dit, de la fourche, est comprise entre 2 mm et 10 mm et, de préférence, comprise entre 2 mm et 7 mm. Une direction circonférentielle ou transversale est perpendiculaire à la direction radiale 28 et, respectivement, orthogonale ou parallèle à l’axe central 12.

Le bourrelet 40 est agencé le long du contour 42 radialement interne de la deuxième lamelle 38. La section du bourrelet prend des formes variées, et est délimitée par un contour de forme arrondie, polygonale, convexe ou concave. A titre d’exemple, le bourrelet est en venue de matière avec la deuxième lamelle 38. La hauteur de la deuxième lamelle est comprise entre 2 mm et 20 mm et, de préférence, comprise entre 2 mm et 14 mm. L’épaisseur du bourrelet est entendue comme la section du bourrelet qui est comprise dans un gabarit circulaire de diamètre compris entre 2 mm et 20 mm et, de préférence, compris entre 2 mm et 7 mm.

De préférence, l’épaisseur du bourrelet du deuxième motif en protubérance est inférieure à 60% de l’épaisseur de la fourche du premier motif en protubérance, plus préférentiellement, inférieure à 50% et, encore plus préférentiellement, inférieure à 40%. La hauteur du bourrelet du deuxième motif en protubérance est comprise entre 50% et 200% de la hauteur de la fourche du premier motif en protubérance et, plus préférentiellement, comprise entre 70% et 150%. Le bourrelet du deuxième motif en protubérance et la fourche du premier motif en protubérance se chevauchent radialement au plus sur 50% de leur hauteur et, plus préférentiellement, au plus sur 30% de leur hauteur.

Au moins un motif en creux de la garniture 16 prend sensiblement la forme d’un parallélépipède ou, autrement dit, d’un polyèdre à 6 faces dont les faces opposées sont sensiblement parallèles. De préférence, la surface de moulage 14 comprend plusieurs desdits motifs en creux, répartis de manière homogène sur l’ensemble de ladite surface de moulage. Au moins 20% desdits motifs en creux et, de préférence, au moins 50% desdits motifs en creux, sont délimités en partie par au moins un premier motif en protubérance 30 et au moins un deuxième motif en protubérance 36. De préférence, le premier motif en protubérance et le deuxième motif en protubérance s’intersectent. De préférence, lesdits motifs en creux sont délimités par au moins un premier motif en protubérance et une paire de deuxièmes motifs en protubérance, le premier motif en protubérance intersectant à chacune de ses extrémités un deuxième motif en protubérance.

Les motifs en protubérance 26 peuvent former des intersections 48. Selon une vue radiale de la garniture, une intersection est délimitée par un contour englobant les parties superposées de chaque motif en protubérance. Par conséquent, par « intersection de motifs en protubérance », on n’entend pas les parties régulières, ou en dehors dudit contour, des motifs en protubérance s’intersectant, on entend au moins les parties singulières et les parties superposées desdits motifs. Les parties régulières des motifs en protubérances sont les parties dont le profil radial n’est pas impacté par l’intersection de motifs en protubérance.

Le premier motif en protubérance 30 délimite un premier motif en creux 50, et le deuxième motif en protubérance 36 forme une intersection 48 avec le premier motif en protubérance. Le premier motif en protubérance 30 et le premier motif en creux 50 prennent une forme longitudinale. L’intersection 48 délimite en partie au moins un deuxième motif en creux (non représenté). Le deuxième motif en creux s’étend en saillie par rapport au premier motif en creux, et forme une languette 52 (figure 3) dont l’épaisseur au milieu de la languette est inférieure à 5 mm et, plus préférentiellement, inférieure à 2,5 mm. L’élément de garniture comporte un élément de moulage adapté pour combler le deuxième motif en creux.

Selon une première variante illustrée à la figure 4, l’élément de moulage 54 est en venue de matière avec la première lamelle 32. La deuxième lamelle 36 et le bourrelet 38 comportent des moyens d’assemblage 54 prenant la forme d’une fente 56 dans laquelle la première lamelle est destinée à être insérée (figure 5).

Selon une deuxième variante de réalisation illustrée à la figure 6, l’élément de moulage 52 est en venue de matière avec la deuxième lamelle 38 et le bourrelet 40.

D’autres variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être envisagés sans sortir du cadre de ces revendications.

Claims

Elément de garniture (16) de moule de cuisson (10) pour pneumatique formant une surface de moulage (14),
la surface de moulage comprenant des motifs en creux et en protubérance,
au moins un premier motif en protubérance (30) étant formé d’une première lamelle (32) de section en forme de fourche (34), et au moins un deuxième motif en protubérance (36) étant formé d’une deuxième lamelle (38) et d’un bourrelet (40) s’étendant le long d’un contour (42) radialement interne de la deuxième lamelle,
au moins un motif en creux étant délimité en partie par au moins un premier motif en protubérance (30) et au moins un deuxième motif en protubérance (36).
Elément de garniture selon la revendication précédente dans lequel le premier motif en protubérance (30) et le deuxième motif en protubérance (36) s’intersectent.
Elément de garniture selon l’une des revendications précédentes dans lequel le motif en creux prend sensiblement la forme d’un parallélépipède délimité par au moins un premier motif en protubérance (30) et une paire de deuxièmes motifs en protubérance (36), le premier motif en protubérance intersectant à chacune de ses extrémités un deuxième motif en protubérance.
Elément de garniture selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’épaisseur du bourrelet (40) du deuxième motif en protubérance est inférieure à 60% de l’épaisseur de la fourche (34) du premier motif en protubérance, plus préférentiellement, inférieure à 50% et, encore plus préférentiellement, inférieure à 40%.
Elément de garniture selon l’une des revendications précédentes dans lequel la hauteur du bourrelet (40) du deuxième motif en protubérance est comprise entre 50% et 200% de la hauteur de la fourche (34) du premier motif en protubérance et, plus préférentiellement, comprise entre 70% et 150%.
Elément de garniture selon l’une des revendications précédentes dans lequel le bourrelet (40) du deuxième motif en protubérance et la fourche (34) du premier motif en protubérance se chevauchent radialement au plus sur 50% de leur hauteur et, plus préférentiellement, au plus sur 30%.
Elément de garniture selon l’une des revendications précédentes dans lequel le premier motif en protubérance (30) délimite un premier motif en creux (50), et le deuxième motif en protubérance (36) forme une intersection (48) avec le premier motif en protubérance, l’intersection délimitant en partie au moins un deuxième motif en creux, le deuxième motif en creux s’étendant en saillie par rapport au premier motif en creux, l’élément de garniture comportant un élément de moulage (52) adapté pour combler le deuxième motif en creux.
Elément de garniture selon la revendication précédente dans lequel ledit élément de moulage est en venue de matière avec la première lamelle (32).
Procédé de fabrication d’un pneumatique comprenant une étape de cuisson dans un moule de cuisson (10) pour pneumatique comportant un élément de garniture selon l’une des revendications 1 à 8.
Pneumatique destiné à être monté sur la jante d’une roue caractérisé en ce qu’il est obtenu par un procédé de fabrication selon la revendication 9.