FR3131240A1

FR3131240A1 - Plaque chauffante de moule à pneu

Info

Publication number: FR3131240A1
Application number: FR2114551A
Authority: FR
Inventors: Stephane Deschaux
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-06-30
Also published as: CN219727271U

Abstract

L’invention concerne une plaque chauffante (10) pour le durcissement de pneus, qui inclut un chemin d’écoulement (20) qui a une entrée (22) et une sortie (24) et s’étend entre elles. Une paroi supérieure (26), une paroi inférieure (28) et une paroi latérale (30) définissent au moins partiellement le chemin d’écoulement. La paroi supérieure et la paroi inférieure sont espacées l’une de l’autre dans la direction axiale (14). Le chemin d’écoulement a des extensions intérieures (32) et extérieures (34) dans la direction radiale (16), et des extensions circonférentielles (36) dans la direction circonférentielle (18). Les extensions circonférentielles sont situées entre les extensions intérieures et extérieures. Les extensions intérieures et extérieures ont des longueurs (38, 40) plus longues dans la direction radiale que les extensions circonférentielles. La paroi latérale a une pluralité de sections concaves (48) qui sont plus proches d’une extrémité radialement intérieure (44) du chemin d’écoulement que d’une extrémité radialement extérieure du chemin d’écoulement dans la direction radiale.

Description

Plaque chauffante de moule à pneu

Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne une plaque chauffante pour un moule à pneu qui peut fournir de la chaleur pour durcir le pneu pendant sa production. Plus particulièrement, la présente demande concerne une plaque chauffante qui a des caractéristiques d’écoulement de fluide et d’autres propriétés géométriques pour faciliter un transfert de chaleur optimisé à partir de la plaque chauffante.

Arrière-plan technique

La production de pneus inclut l’étape consistant à placer un pneu non durci dans un moule, moment auquel de la chaleur et de la pression sont appliquées au pneu non durci afin de changer son état en un état durci. Pendant le processus de durcissement, le pneu non durci est placé à l’intérieur d’un moule métallique qui entoure l’extérieur du pneu non durci. Une vessie en caoutchouc expansible est positionnée à l’intérieur du pneu non durci, lorsqu’il se trouve dans le moule, et est expansée pour appliquer une pression sur la surface intérieure du pneu non durci. La pression appliquée par la vessie expansible force le pneu non durci contre le moule pour amener le pneu non durci à être sous des forces de pression. De la chaleur est appliquée simultanément, et la combinaison de la chaleur et de la pression appliquées pendant une durée particulière a un effet sur le processus de durcissement. Le pneu durci est ensuite extrait du moule et transporté en aval pour un traitement ultérieur.

Une enceinte à vapeur peut être utilisée pour fournir de la chaleur à transférer dans le pneu pendant le processus de durcissement. Cependant, de telles conceptions consomment inutilement de grandes quantités d’énergie et souffrent d’un chauffage inefficace. Ces agencements d’enceintes à vapeur ont été remplacées par des plaques chauffantes qui transfèrent de la chaleur dans le pneu par conduction. Un fluide chaud est transféré à travers la plaque chauffante et sa chaleur est transférée à partir de cette plaque chauffante dans le pneu pour le durcissement. L’utilisation de plaques chauffantes a amélioré la consommation d’énergie et l’efficacité du processus de durcissement des enceintes à vapeur.

Des plaques chauffantes pour des moules à pneus ont été pourvues d’une pluralité de déflecteurs qui dirigent l’écoulement du fluide chauffant à travers la plaque chauffante. Les déflecteurs sont agencés de manière à obtenir un profil de chauffage souhaité sur la surface de la plaque chauffante pour un transfert ultérieur dans le moule ou le pneu. Cependant, la canalisation du fluide chauffant à travers la plaque chauffante résulte en des pertes de pression au niveau des virages, ce qui nécessite alors une augmentation de l’énergie pour accomplir le chauffage et conduit donc à un chauffage inefficace. Le canal d’écoulement de l’air dans certaines plaques chauffantes peut présenter une variation importante de la taille de la section transversale, ce qui conduit à une perte de pression et une nouvelle inefficacité. De plus, le condensat peut s’accumuler dans le canal d’écoulement d’air et entraver l’écoulement du fluide chauffant à travers la plaque chauffante. Cette accumulation de condensat résulte également en des inefficacités dans le processus de transfert de chaleur. En tant que tel, il reste de la place pour des variations et des améliorations dans l’état de la technique.

Une divulgation complète et habilitante de la présente invention, y compris le meilleur mode de réalisation de celle-ci, destinée à l’homme du métier, est exposée plus particulièrement dans le reste de la description, qui fait référence aux figures annexées dans lesquelles :
la est une vue schématique d’un moule avec des plaques chauffantes en contact avec des pièces du moule.
la est une vue schématique d’un moule avec des plaques chauffantes situées à l’intérieur de pièces du moule.
la est une vue de dessus d’une plaque chauffante.
la est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 4-4 de la .
la est une vue en perspective d’une première pièce de la plaque chauffante.
la est une vue de dessus de la première pièce de la .
la est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 7-7 de la .
la est une vue en perspective d’une deuxième pièce de la plaque chauffante.
la est une vue de dessus de la deuxième pièce de la
la est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 10-10 de la .
la est une vue de dessus d’une plaque chauffante selon un mode de réalisation exemplaire différent.
la est une vue de dessus rapprochée d’une portion d’une première pièce de la plaque chauffante représentant le chemin d’écoulement à travers une extension intérieure et une extension circonférentielle.
la est une vue en coupe latérale d’une portion intérieure d’une plaque chauffante représentant une inclinaison vers le bas du chemin d’écoulement.

L’utilisation répétée de caractères de référence dans la présente description et les dessins est destinée à représenter les mêmes caractéristiques ou éléments de l’invention ou des caractéristiques ou éléments analogues.

Il sera maintenant fait référence en détail à des modes de réalisation de l’invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés dans les dessins. Chaque exemple est fourni à titre d’explication de l’invention, et ne constitue pas une limitation de l’invention. Par exemple, des caractéristiques illustrées ou décrites comme faisant partie d’un mode de réalisation peuvent être utilisées avec un autre mode de réalisation pour donner encore un troisième mode de réalisation. Il est prévu que la présente invention inclut ces modifications et variations et d’autres.

Une plaque chauffante 10 destinée à être utilisée pour fournir de la chaleur à un moule 72 pour le durcissement de pneus est fournie. La plaque chauffante 10 peut être située à l’intérieur ou à côté d’une section supérieure ou inférieure du moule ou de la presse qui est utilisé dans le processus de fabrication de pneus. La plaque chauffante 10 a une entrée 22 et une sortie 24 pour le transfert de fluide chaud dans un chemin d’écoulement 20 de la plaque chauffante 10. Le chemin d’écoulement 20 circule par le biais de diverses extensions intérieures et extérieures 32, 34 qui sont connectées les unes aux autres à certains points via des extensions circonférentielles 36. Le chemin d’écoulement 20 est défini par une paroi supérieure 26, une paroi inférieure 28, et une paroi latérale 30 qui a une pluralité de sections concaves 48 qui sont plus proches d’une extrémité radialement intérieure 44 du chemin d’écoulement 20 que d’une extrémité radialement extérieure 46. Les sections concaves 48 réduisent les chutes de pression du fluide lorsqu’il se déplace à travers le chemin d’écoulement 20, réduisant ainsi l’inefficacité du système et améliorant le transfert de chaleur à partir de la plaque chauffante 10. Dans certains cas, la plaque chauffante 10 pourrait être munie d’une paroi inférieure 28 qui a un angle 28 de manière à être inclinée lors de l’extension de l’entrée 22 à la sortie 24. Cet angle 28 facilite l’élimination de condensat du chemin d’écoulement 20 et améliore également les propriétés de transfert de chaleur du dispositif.

En référence à la , un dessin schématique d’un moule 72 est représenté. Le moule 72 inclut une garniture qui agit sur le caoutchouc non durci et comporte des éléments de moulage pour la création de caractéristiques architecturales dans le pneu. Deux des pièces de moule sont identifiées comme une pièce de moule supérieure 64 et une pièce de moule inférieure 66. Une vessie à l’intérieur du moule 72 fournit une force aux zones intérieures du pneu cru pour pousser le pneu contre les pièces de moule 64, 66 et d’autres pièces de moule afin de causer la force nécessaire à appliquer au pneu pour le durcissement. Dans certains cas, les pièces de moule 64, 66 pourraient elles-mêmes appliquer une force sur le pneu pour amener le pneu à être pressé entre les pièces de moule 64, 66 et la vessie. L’application de chaleur complète l’application de force au pneu cru pour provoquer son durcissement, et cette chaleur au pneu peut être fournie au moins en partie par deux plaques chauffantes, une plaque chauffante inférieure 10 qui agit sur la pièce de moule inférieure 66, et une plaque chauffante supérieure 11 qui agit sur la pièce de moule supérieure 64. Ces plaques chauffantes 10, 11 fournissent de la chaleur dans les pièces de moule 64, 66 qui est à son tour transférée dans le pneu pendant le processus de durcissement.

Les plaques chauffantes 10, 11 sont isolées sur leurs côtés qui sont détournés des pièces de moule 64, 66 afin de ne pas gaspiller de chaleur. Un couvercle supérieur 82 recouvre l’isolation 84 qui à son tour agit sur et isole la plaque chauffante supérieure 11. La plaque chauffante supérieure 11 peut être attachée au couvercle supérieur 82 de telle sorte que lorsque le couvercle supérieur 82 est déplacé ou ouvert, la plaque chauffante supérieure 11 et l’isolation 84 sont également déplacées. Sur le côté inférieur du moule 72, l’isolation 74 agit sur la plaque chauffante inférieure 10 pour empêcher une perte de chaleur par le fond du moule 72 afin que le processus de chauffage soit plus efficace. Le couvercle inférieur 76 du cadre ou de la presse peut se trouver sous l’isolation 74 de telle sorte que l’isolation est située entre la plaque chauffante inférieure 10 et le couvercle inférieur 76. Le couvercle inférieur 76 peut se déplacer ou être stationnaire, et comme pour le couvercle supérieur 82, il peut ou non appliquer une force sur le pneu, car il doit être compris que ces composants du moule 72 peuvent être configurés de manière diverse dans différentes configurations du moule 72. Le couvercle inférieur 76 peut donc être considéré comme une partie de la presse ou du cadre du moule dans différents modes de réalisation.

Un agencement alternatif du moule 72 est représenté sur le dessin schématique de la , dans lequel les plaques chauffantes supérieure et inférieure 10, 11 sont situées à l’intérieur de la pièce de moule supérieure 64 et de la pièce de moule inférieure 66. Les autres composants du moule 72 sont configurés de la même manière que ceux de la et une répétition de ces informations n’est pas nécessaire. La plaque chauffante supérieure 11 à l’intérieur de la pièce de moule supérieure 64 n’agit pas sur l’isolation 84 et peut se déplacer avec la pièce de moule supérieure 64 si cette pièce de moule supérieure 64 se déplace elle-même. Dans cette configuration, la plaque chauffante supérieure 11 peut ne pas être attachée au couvercle supérieur 82 de telle sorte que lorsque le couvercle supérieur 82 et l’isolation 84 attachée sont ouverts ou retirés, la plaque chauffante supérieure 11 ne se déplace pas. Le placement de la plaque chauffante supérieure 11 à l’intérieur de la pièce de moule supérieure 64 réduit la hauteur totale du moule 72 et donc moins d’espace est nécessaire pour cette configuration en comparaison de la configuration de la dans laquelle la plaque chauffante supérieure 11 est plutôt sur le dessus de la pièce de moule supérieure 64 et agit sur celle-ci et ajoute à la hauteur totale du moule 72. Le placement de la plaque chauffante inférieure 10 à l’intérieur de la pièce de moule inférieure 66 permet également de gagner de l’espace dans la hauteur du moule 72 en comparaison du mode de réalisation de la dans lequel la plaque chauffante inférieure 10 se trouve en dessous et agit sur la pièce de moule inférieure 66 et l’isolation 74. Les plaques chauffantes 10, 11 telles que divulguées peuvent être utilisées dans diverses configurations du moule 72 et il doit être compris que celles divulguées ne sont que quelques-unes des configurations possibles.

Un mode de réalisation exemplaire d’une plaque chauffante 10 est représenté en référence aux à 10. Cette plaque chauffante 10 est une plaque chauffante inférieure, mais pourrait également être utilisée comme plaque chauffante supérieure dans le moule 72. La plaque chauffante 10 présente une ouverture à travers laquelle s’étend l’axe central 12. L’ouverture pourrait être utilisée pour accueillir une vessie du moule 72 ou pourrait être présente parce que cette zone serait à travers l’ouverture centrale du pneu et n’aurait pas besoin d’être chauffée pendant le durcissement du pneu. La plaque chauffante 10 s’étend autour de l’axe central 12 dans une direction circonférentielle 18 et, dans certains cas, peut en fait s’étendre complètement sur 360 degrés autour de l’axe central 12. Une direction radiale 16 de la plaque chauffante 10 s’étend vers l’extérieur à partir de l’axe central 12 de manière à être perpendiculaire à l’axe central 12. La plaque chauffante 10 fonctionne en recevant un fluide chauffé, et en canalisant ce fluide chauffé à travers et hors de la plaque chauffante 10 de telle sorte que la chaleur du fluide chauffé est transférée dans la plaque chauffante 10 et ensuite hors de la plaque chauffante 10 et dans les pièces de moule 64, 66 pour chauffer le moule 72. Le fluide qui est transféré à travers la plaque chauffante 10 peut être de l’huile, de l’eau, de la vapeur, de la vapeur et de l’eau, ou tout autre type de fluide de transfert de chaleur. Le fluide chauffant peut être un gaz ou un liquide ou pourrait être une combinaison gaz/liquide.

Le fluide chauffant est introduit dans la plaque chauffante 10 par l’entrée 22 et se déplace à travers un chemin d’écoulement 20 qui est défini à travers la plaque chauffante 10. Le chemin d’écoulement 20 se termine au niveau d’une sortie 24 à partir de laquelle le fluide chauffant sort de la plaque chauffante 10. Pendant ce processus de transfert, la chaleur du fluide chauffant est extraite et absorbée par le matériau de la plaque chauffante 10 pour le chauffer et provoquer à son tour un chauffage du moule 72. L’entrée 22 et la sortie 24 sont positionnées à proximité l’une de l’autre dans la direction circonférentielle 18, et leur distance l’une de l’autre dans la direction circonférentielle 18 est identifiée comme l’espacement 50. L’espacement 50 est de 20 degrés ou moins dans la direction circonférentielle 18 autour de l’axe central 12. Dans d’autres modes de réalisation, l’espacement 50 est de 25 degrés ou moins, 30 degrés ou moins, 35 degrés ou moins, 10 degrés ou moins, ou 15 degrés ou moins dans la direction circonférentielle 18 autour de l’axe central 12. L’entrée 22 et la sortie 24 pourraient être agencées de manière à partager le même emplacement dans la direction circonférentielle 18 autour de l’axe central 12, de telle sorte que l’espacement 50 est de 0 degré. Dans ces cas, l’entrée 22 et la sortie 24 pourraient être situées à des positions différentes dans la direction axiale 14.

La plaque chauffante 10 inclut une pluralité de déflecteurs 68 autour desquels le chemin d’écoulement 20 doit s’étendre afin qu’un profil de transfert de chaleur souhaité soit établi sur la plaque chauffante 10. Quinze déflecteurs 68 sont présents, mais de 6 à 30 déflecteurs 68 inclus pourraient être présents dans d’autres modes de réalisation. Le fluide chauffant entre dans le chemin d’écoulement 20 via l’entrée 22 et dans une extension intérieure 32 du chemin d’écoulement 20. De là, le fluide chauffant s’étend vers l’axe central 12 dans la direction radiale 16 et dans une extension circonférentielle 36 du chemin d’écoulement 20 qui est principalement orientée dans la direction circonférentielle 18. Le fluide chauffant s’écoule ensuite dans une extension extérieure 34 du chemin d’écoulement 20 et vers l’extérieur dans la direction radiale 16 pour s’écouler ainsi autour du déflecteur 68. Le fluide chauffant s’écoule ensuite dans une extension intérieure 32 suivante et autour d’un déflecteur 68 suivant, et ce processus se répète jusqu’à ce que le fluide chauffant atteigne la sortie 24, point auquel il est extrait de la plaque chauffante 10.

Lorsqu’elles sont décrites comme étant des extensions intérieures et extérieures 32, 34, il doit être compris que ces extensions 32, 34 peuvent avoir des composantes d’extension à la fois dans la direction radiale et circonférentielle 16, 18 et ne doivent pas nécessairement s’étendre seulement dans la direction radiale 16. Cependant, la longueur de l’extension dans la direction radiale 16 peut être plus longue que la longueur de l’extension dans la direction circonférentielle 18. Lorsqu’elle est décrite comme étant une extension circonférentielle 36, il est vrai que l’extension circonférentielle 36 peut avoir des composantes d’extension à la fois dans la direction radiale 16 et dans la direction circonférentielle 18, bien que l’extension circonférentielle 36 puisse s’étendre sur une distance plus longue dans la direction circonférentielle 18 que dans la direction radiale 16. La plaque chauffante 10 peut être prévue de telle sorte que seul un chemin d’écoulement unique 20 est présent dans la plaque chauffante 10, et de telle sorte qu’aucun chemin d’écoulement supplémentaire n’est présent dans la plaque chauffante 10 autre que ce chemin d’écoulement unique 20. À cet égard, le fluide chauffant à l’intérieur de la plaque chauffante 10 n’a qu’un chemin d’écoulement unique 20 à travers lequel il peut s’écouler.

La plaque chauffante 10 est construite pour résister aux forces de pression et inclut un certain nombre de caractéristiques 88 qui sont prévues pour supporter cette charge. Les caractéristiques 88 peuvent également être des déflecteurs 68 dans divers modes de réalisation et peuvent en partie définir le chemin d’écoulement 20. La caractéristique 86 est également prévue pour permettre un positionnement correct de la plaque chauffante 10 dans le moule 72 afin qu’elle soit orientée dans la bonne position.

En référence en particulier à la , la plaque chauffante 10 est représentée comme ayant une longueur plus longue dans la direction radiale 16 que dans la direction axiale 14 qui est parallèle à l’axe central 12. La vue en coupe transversale est à travers l’extension circonférentielle 36 et le chemin d’écoulement 20 est défini par une paroi supérieure 26, une paroi inférieure 28 et une paroi latérale 30 et a une forme rectangulaire en coupe transversale. La paroi supérieure 26 et la paroi inférieure 28 sont espacées l’une de l’autre dans la direction axiale 14 et sont des surfaces planes. La paroi latérale 30 est perpendiculaire aux parois supérieure et inférieure 26, 28 et présente deux sections espacées l’une de l’autre d’une distance plus longue que la distance entre la paroi supérieure 26 et la paroi inférieure 28. L’ensemble du chemin d’écoulement 20 peut avoir une forme rectangulaire en coupe transversale. Dans certains modes de réalisation, la longueur du chemin d’écoulement d’air 20 dans la direction circonférentielle 18 est supérieure en tout point à la longueur du chemin d’écoulement d’air 20 dans la direction axiale 14. Dans d’autres modes de réalisation encore, ce n’est pas le cas et dans d’autres modes de réalisation encore, la forme en coupe transversale du chemin d’écoulement 20 n’est pas rectangulaire. La plaque chauffante 10 peut être composée d’une ou plusieurs pièces, et tel que représenté, la plaque chauffante 10 inclut une première pièce 78 et une deuxième pièce 80 attachée. La deuxième pièce 80 définit la paroi supérieure 26 du chemin d’écoulement 20, et la première pièce 78 définit à la fois la paroi inférieure 28 et la paroi latérale 30. La hauteur du chemin d’écoulement 20 peut être définie comme la longueur du chemin d’écoulement 20 dans la direction axiale 14 et peut être de 8 à 30 millimètres inclus. À cet égard, la paroi supérieure 26 peut être à 8 à 30 millimètres inclus de la paroi inférieure 28.

Les à 7 représentent la première pièce 78 de la plaque chauffante 10. Les extensions intérieures 32 du chemin d’écoulement 20 ont une longueur 38 qui s’étend dans la direction radiale 16, et les extensions extérieures 34 ont une longueur 40 dans la direction radiale 16. Ces longueurs 38 et 40 pourraient être identiques l’une à l’autre. L’extension circonférentielle 36 du chemin d’écoulement 20 a une longueur 42 qui est dans la direction radiale 16. La longueur 42 est inférieure à la longueur 38, et la longueur 42 est également inférieure à la longueur 40. Les longueurs 38 et 40 peuvent être supérieures aux longueurs circonférentielles des extensions intérieures et extérieures 32, 34 dans la direction circonférentielle 18. La longueur 42 peut être une longueur inférieure à la longueur de l’extension circonférentielle 36 dans la direction circonférentielle 18.

La paroi latérale 30 a une section concave 48 qui est plus proche de l’extrémité radialement intérieure 44 dans la direction radiale 16 que de l’extrémité radialement extérieure 46 dans la direction radiale 16. Le fluide chauffant qui s’écoule à travers le chemin d’écoulement 20 radialement vers l’intérieur dans l’extension intérieure est dirigé par la section concave 48 pour passer à l’écoulement dans la direction circonférentielle 18. La section concave 48 minimise ou réduit l’écoulement rotationnel au niveau de cette section du chemin d’écoulement 20 pour augmenter l’efficacité de la plaque chauffante 10 et réduire la perte de pression à travers celle-ci. Moins d’énergie est nécessaire pour pousser le fluide chauffant à travers la plaque chauffante 10 en raison de la présence des diverses sections concaves 48 et le transfert de chaleur à partir de la plaque chauffante 10 dans le moule 72 est amélioré. La section concave 48 est concave par rapport à un axe qui s’étend dans la direction axiale 14. Un nombre quelconque de sections concaves 48 peut être présent dans le chemin d’écoulement 20. Tel de représenté, seize sections concaves 48 sont présentes, mais un nombre quelconque est possible dans d’autres versions du chemin d’écoulement 20.

Après avoir traversé la section concave 48, le fluide chauffant s’écoule le long d’une section convexe 60 de la paroi latérale 30. La section convexe 60 est située à l’extrémité radialement intérieure 44 et est convexe par rapport à un axe parallèle à l’axe central 12. La section convexe 60 continue de guider le fluide chauffant d’une manière stable sans chute de pression à travers le chemin d’écoulement 20. Dans d’autres conceptions, la section convexe 60 n’est pas présente et une section droite de la paroi latérale 30 est située à cette position pour diriger l’écoulement de fluide chauffant. Après avoir franchi la section convexe 60, le fluide chauffant s’engage dans une section concave 48 suivante de la paroi latérale 30 qui est située sur le déflecteur 68 adjacent. À cet égard, la section convexe 60 est située entre deux sections concaves 48 à l’extrémité radialement intérieure 44 pour faciliter l’écoulement de fluide chauffant à travers le chemin d’écoulement 20. Cette conception améliore l’efficacité de la plaque chauffante 10. Dans d’autres agencements, les deux sections concaves 48 s’engagent l’une dans l’autre et une section convexe 60 ou toute autre section de la paroi latérale 30 n’est pas présente entre les sections concaves 48 adjacentes.

Le chemin d’écoulement 20 inclut d’autres caractéristiques qui améliorent l’écoulement du fluide pour résulter en une efficacité optimisée du processus d’échange de chaleur. La paroi latérale 30 au niveau du déflecteur 68 présente une première surface plane 52 et une deuxième surface plane 54. La deuxième surface plane 54 est plus proche de l’axe central 12 dans la direction radiale 16 que la première surface plane 52 ne l’est de l’axe central 12 dans la direction radiale 16. Ces deux surfaces planes 52, 54 sont orientées selon un angle 56 l’une par rapport à l’autre, l’angle 56 étant supérieur à 180 degrés et inférieur à 270 degrés, tel que mesuré à l’intérieur du chemin d’écoulement 20. À cet égard, « mesuré à l’intérieur du chemin d’écoulement » signifie que la mesure angulaire s’étend à partir de la première surface plane 52 dans chemin d’écoulement 20, puis jusqu’à la deuxième surface plane 54. Dans un mode de réalisation préféré, l’angle 56 est de 110 degrés. L’angle 56 permet au fluide chauffant d’être plus facilement transféré le long du chemin d’écoulement 20 pour réduire la pression et améliorer l’efficacité du transfert de chaleur.

Les première et deuxième surfaces planes 52, 54 peuvent faire partie des extensions intérieures 32 et/ou des extensions circonférentielles 36. Sur le côté opposé du déflecteur 68, la paroi latérale 30 peut être configurée d’une manière similaire dans laquelle deux surfaces planes sont orientées à un angle similaire l’une par rapport à l’autre. Une section droite ou convexe de la paroi latérale 30 peut être située au niveau d’une portion radialement intérieure du chemin d’écoulement 20 dans l’extension circonférentielle 36. Il doit être compris que le chemin d’écoulement 20 s’étend autour des déflecteurs 68 de telle sorte que le chemin d’écoulement 20 est vers l’intérieur dans la direction radiale 16 à partir de certains des déflecteurs 68 et est vers l’extérieur à partir d’autres déflecteurs 68 dans la direction radiale 16. L’agencement susmentionné des surfaces planes 52, 54 peut donc se trouver au niveau de certains des déflecteurs 68 mais pas au niveau de tous les déflecteurs 68. Dans d’autres agencements, l’angle 56 n’est pas présent dans la plaque chauffante 10. Les déflecteurs 68 ont une longueur 70 dans la direction circonférentielle 18. La longueur 70 peut être la distance dans la direction circonférentielle 18 entre la première surface plane 52 et la première surface plane 52 agencée à l’opposé sur le même déflecteur 68. Les longueurs 70 de tous les déflecteurs 68 peuvent être identiques les unes aux autres. Cette même longueur 70 peut être décrite comme étant la même en ce que la même longueur 70 s’étend sur la majorité de la longueur du déflecteur 68 dans la direction radiale 16. La forme en coupe transversale du chemin d’écoulement 20 est rectangulaire et peut changer de largeur en différents points du chemin d’écoulement 20. À cet égard, la hauteur, qui est la distance dans la direction axiale 14 entre la paroi supérieure 26 et la paroi inférieure 28, peut ne pas changer du tout en un point quelconque du chemin d’écoulement 20, mais la largeur, qui est comprise entre les parois latérales 30, peut en fait changer. Bien que la largeur du chemin d’écoulement 20, et donc sa taille, puisse changer en différents points du chemin d’écoulement 20, la forme en coupe transversale du chemin d’écoulement 20 reste rectangulaire. La paroi latérale 30 peut être une paroi continue unique qui s’étend de l’entrée 22 à la sortie 24 et en retour, et peut être décrite comme étant deux parois dans le contexte de l’aire en coupe transversale du chemin d’écoulement 20.

Les à 10 représentent la deuxième pièce 80 qui est attachée à la première pièce 78 pour former la plaque chauffante 10. La deuxième pièce 80 a une longueur inférieure dans la direction axiale 14 à celle de la première pièce 78 dans la direction axiale 14. La deuxième pièce 80 présente des ouvertures pour accueillir les déflecteurs 68 afin de permettre aux caractéristiques 86 d’être exposées afin de soutenir la plaque chauffante 10 lorsqu’une force est appliquée sur elle pendant le processus de durcissement. La deuxième pièce 80 forme la paroi supérieure 26 du chemin d’écoulement 20. Bien qu’elle soit représentée comme étant construite avec deux pièces principales, la première pièce 78 et la deuxième pièce 80, un nombre quelconque de pièces peut être utilisé pour construire la plaque chauffante 10. Les pièces 78, 80 pourraient être attachées l’une à l’autre par des boulons, des soudures, des combinaisons des deux, des fixations mécaniques ou d’autres formes d’attaches.

Un mode de réalisation alternatif de la plaque chauffante 10 est représenté sur la . Cette plaque chauffante pourrait être la plaque chauffante supérieure 11 du moule 72, mais pourrait également être utilisée comme plaque chauffante inférieure dans d’autres moules 72. Les caractéristiques décrites précédemment, telles que les sections concaves 48, les sections convexes 60, les surfaces planes 52, 54 orientées selon l’angle 56, et le chemin d’écoulement unique 20 entre l’entrée 22 et la sortie 24, peuvent être les mêmes que celles décrites précédemment et ces informations n’ont pas à être répétées. La plaque chauffante 10 de la diffère en ce que la longueur 70 de certains des déflecteurs 68 est différente de la longueur 70 d’autres déflecteurs 68. À cet égard, la longueur 70 est définie comme la distance entre la première surface plane 52 de l’un des déflecteurs 68 dans la direction circonférentielle 18 et l’autre de ses premières surfaces planes 52 sur une majorité de la longueur du déflecteur 68 dans la direction radiale 16. Quatre des déflecteurs 68 ont la même longueur 70, et onze des déflecteurs 68 ont la même longueur 70 mais cette longueur 70 est plus courte que celle des quatre déflecteurs 68 précédemment mentionnés. Deux des déflecteurs 68 ayant la plus grande longueur 70 sont positionnés de telle sorte que la caractéristique 86 se trouve entre eux. Les deux autres déflecteurs 68 qui ont la même plus grande longueur 70 ont entre eux un des déflecteurs 68 de plus petite longueur 70, les autres déflecteurs de plus petite longueur 68 étant distribués de manière égale entre ces deux ensembles de déflecteurs 68 de plus grande longueur 70.

La est une vue de dessus rapprochée d’une portion de la première pièce 78 représentant le chemin d’écoulement 20 lors de l’entrée dans la première pièce 78 via l’entrée 22. La première surface plane 52 est orientée selon un angle 56 par rapport à la deuxième surface plane 54 tel que discuté précédemment et peut être de 180 à 270 degrés tel que mesuré en prenant l’angle à travers le chemin d’écoulement 20. Cependant, les surfaces planes 52 et 54 ne s’engagent pas l’une dans l’autre. Une transition convexe 58 est située entre la première surface plane 52 et la deuxième surface plane 54 et s’engage avec elles. La deuxième surface plane 54 se termine au niveau d’une partie de la paroi latérale 30 qui est positionnée à environ 270 degrés par rapport à la première surface plane 52 et qui est une section droite de la paroi latérale 30. La deuxième surface plane 54 peut être positionnée en face de la surface concave 48 et lui faire directement face. Le chemin d’écoulement 20 peut être agencé de telle sorte qu’une section droite de la paroi latérale 30 s’étend à partir de la surface concave 48 et est située à l’extrémité radialement intérieure 44. Cette section droite peut être parallèle à la section droite susmentionnée de la paroi latérale 30 de telle sorte que la longueur 42 s’étend entre elles. La longueur 38 peut s’étendre à partir de l’extrémité radialement extérieure 46 jusqu’à l’axe du rayon de courbure de la section concave 48.

La est une vue en coupe transversale d’une portion de la plaque chauffante 10 qui représente le chemin d’écoulement 20. Du condensat peut s’accumuler dans le chemin d’écoulement 20 pendant l’utilisation de la plaque chauffante 10 et cela peut entraver son fonctionnement. Pour faciliter l’élimination du condensat du chemin d’écoulement 20, la paroi inférieure 28 peut être inclinée par rapport à la direction axiale 14 de manière à ne pas être perpendiculaire à la direction axiale 14. À cet égard, un angle 62 peut être mesuré entre la paroi inférieure 28 et une ligne qui est parallèle à la direction radiale 16. La paroi inférieure 28 aura donc une composante de son extension dans la direction axiale 14 lors de l’extension du chemin d’écoulement 20 de l’entrée 22 à la sortie 24. L’angle 62 peut être nommé pente de la paroi inférieure 28 et peut s’étendre complètement de l’entrée 22 à la sortie 24 et cette pente peut être constante en tous points le long de sa trajectoire de l’entrée 22 à la sortie 24. Dans d’autres cas, l’angle 62 peut changer en différents points le long du chemin d’écoulement 20 et en certains points, l’angle 62 pourrait être nul. L’angle 62 peut être de 0,5 degré, 6 degrés, 1 degré, 2 degrés, 3 degrés, 4 degrés, 5 degrés, de 0,5 à 2,5 degrés, de 0,5 à 6 degrés, de 2,5 à 4,5 degrés, ou de 4,5 à 6 degrés selon divers modes de réalisation. L’angle 62 est facultatif et ne doit pas nécessairement être présent dans toutes les versions de la plaque chauffante 10. Lorsque l’angle 62 est prévu, la sortie 24 est positionnée à un point plus bas dans la direction axiale 14 que l’entrée 22. L’angle 62 aide le condensat à s’écouler le long de la paroi inférieure 28 et à sortir de la plaque chauffante 10.

Le fait de disposer d’un nombre suffisant de déflecteurs 68 pour ajuster la configuration du chemin d’écoulement 20 contribue à l’homogénéité thermique de la plaque chauffante 10 et permet de minimiser les asymétries de température de la plaque chauffante 10. Cette agencement permet de contrôler le processus de durcissement par une contribution de chaleur juste nécessaire pour la zone à durcir. La surface de la première pièce 78 ou de la deuxième pièce 80 en contact avec le moule 72 peut avoir une rugosité de surface de 3,2 micromètres. Cette quantité de rugosité peut permettre de maximiser l’échange de chaleur entre la plaque chauffante 10 et le moule 72. Les surfaces de la paroi supérieure 26, de la paroi inférieure 28 et de la paroi latérale 30 qui entrent en contact avec le fluide chauffant peuvent avoir une rugosité de surface de 6,3 micromètres afin de faciliter la circulation du fluide pour un débit amélioré. Lorsque le fluide chauffant est de la vapeur ou de l’eau, le condensat est plus facilement évacué du chemin d’écoulement lorsque la rugosité de surface des parois 26, 28, 30 est de 6,3 micromètres. La conductivité thermique du matériau composant la première et la deuxième pièce 78, 80 peut être supérieure ou égale à 35 watts par mètre - Kelvin pour obtenir un transfert de chaleur souhaitable.

La plaque chauffante 10 et son chemin d’écoulement 20 doivent être conçus pour maximiser l’écoulement de chaleur. Cela permet de réduire le temps pendant lequel le pneu est dans la presse chauffante, ce qui augmente la productivité du processus de fabrication de pneus. Pour maximiser l’écoulement de chaleur, la distance entre le chemin d’écoulement 20 et l’enveloppe à chauffer doit être minimisée. La surface d’échange entre la plaque chauffante 10 et le moule 72 doit être aussi grande que possible, et la même logique s’applique aux surfaces 26, 28, 30 du chemin d’écoulement 20 en contact avec le fluide chauffant. Le temps de préchauffage du moule 72 peut être réduit pour obtenir un gain d’efficacité et, une fois la température cible atteinte, le chauffage peut être régulé à une valeur de consigne telle que seules les pertes de chaleur nécessitent un apport de chaleur supplémentaire pour ramener le moule 72 à la température de fonctionnement. Les caractéristiques divulguées, telles que la section concave 48 et l’angle 56, facilitent l’écoulement du fluide et améliorent donc ce processus de transfert de chaleur.

Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec certains modes de réalisation préférés, il doit être compris que l’objet de la présente invention ne doit pas être limité à ces modes de réalisation spécifiques. Au contraire, il est prévu que l’objet de l’invention inclut toutes les alternatives, toutes les modifications et tous les équivalents qui peuvent être inclus dans l’esprit et la portée des revendications suivantes.

Claims

Plaque chauffante (10) pour le durcissement de pneus, comprenant :
un axe central (12) qui s’étend dans une direction axiale(14), une direction radiale (16) qui s’étend perpendiculairement à l’axe central (12), et une direction circonférentielle (18) qui s’étend autour de l’axe central (12) ;
un chemin d’écoulement (20) qui a une entrée (22) et une sortie (24) et s’étend de l’entrée (22) à la sortie (24), une paroi supérieure (26), une paroi inférieure (28) et une paroi latérale (30) définissant au moins partiellement le chemin d’écoulement (20), dans laquelle la paroi supérieure (26) et la paroi inférieure (28) sont espacées l’une de l’autre dans la direction axiale (14);
dans laquelle le chemin d’écoulement (20) a des extensions intérieures (32) dans la direction radiale (16) et a des extensions extérieures (34) dans la direction radiale (16), dans laquelle le chemin d’écoulement (20) a des extensions circonférentielles (36) dans la direction circonférentielle (18) ;
dans laquelle les extensions circonférentielles (36) sont situées entre les extensions intérieures (32) et extérieures (34), dans laquelle les extensions intérieures (32) et les extensions extérieures (34) ont des longueurs (38, 40) plus longues dans la direction radiale (16) que les extensions circonférentielles (36);
dans laquelle le chemin d’écoulement (20) a une extrémité radialement intérieure et une extrémité radialement extérieure, et dans laquelle la paroi latérale (30) a une pluralité de sections concaves (48) qui sont plus proches d’une extrémité radialement intérieure (44) que d’une extrémité radialement extérieure (46) dans la direction radiale (16).
Plaque chauffante (10) selon la revendication 1, dans laquelle les extensions intérieures (32) et extérieures (34) ont des composantes d’extension à la fois dans la direction radiale (16) et circonférentielle (18).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle l’entrée (22) et la sortie (24) sont espacées l’une de l’autre de 20 degrés ou moins autour de l’axe central (12) dans la direction circonférentielle (18).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la paroi latérale (30) a une première surface plane (52) et une deuxième surface plane (54) adjacente, dans laquelle la première surface plane (52) est orientée selon un angle (56) par rapport à la deuxième surface plane (54) de telle sorte que l’angle (56) est supérieur à 180 degrés et inférieur à 270 degrés tel que mesuré entre les surfaces planes (52, 54) depuis l’intérieur du chemin d’écoulement (20).
Plaque chauffante (10) selon la revendication 4, dans laquelle une transition convexe (58) est située entre la première surface plane (52) et la deuxième surface plane adjacente (54).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le chemin d’écoulement (20) est le seul chemin dans la plaque chauffante (10) qui est configuré pour recevoir un fluide pour le transfert de chaleur.
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle deux de la pluralité de sections concaves (48) sont séparées l’une de l’autre par une section convexe (60) de la paroi latérale (30).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les extensions circonférentielles (36) ont des composantes d’extension à la fois dans la direction radiale (16) et dans la direction circonférentielle (18), et dans laquelle les extensions circonférentielles (36) s’étendent sur une distance plus longue dans la direction circonférentielle (18) que dans la direction radiale (16).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la paroi inférieure (28) est inclinée de telle sorte que la paroi inférieure (28) présente une composante d’extension dans la direction axiale (14) lors de l’extension du chemin d’écoulement (20) de l’entrée (22) à la sortie (24).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle une distance entre la paroi inférieure (28) et la paroi supérieure (26) dans la direction axiale est de 8 à 30 millimètres inclus.
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la plaque chauffante (10) est située à l’intérieur d’une pièce de moule supérieure (64) ou inférieure (66) d’un moule (72).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre de 6 à 30 déflecteurs (68) inclus qui définissent au moins partiellement la paroi latérale (30), dans laquelle tous les déflecteurs (68) s’étendent sur la même longueur dans la direction circonférentielle (18).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre de 6 à 30 déflecteurs (68) inclus qui définissent au moins partiellement la paroi latérale (30), dans laquelle certains des déflecteurs (68) s’étendent sur une longueur différente dans la direction circonférentielle (18) que d’autres déflecteurs (68).
Plaque chauffante (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle le matériau composant la plaque chauffante (10) a une conductivité thermique supérieure ou égale à 35 watts par mètre - Kelvin, dans laquelle une surface extérieure de la plaque chauffante (10) configurée pour agir sur un moule (72) a une rugosité de surface de 3,2 micromètres, et dans laquelle une surface (26, 28, 30) de la plaque chauffante configurée pour entrer en contact avec le fluide pour le transfert de chaleur a une rugosité de surface de 6,3 micromètres.