Brevet FR2915125A1 — publié le 20081024

PROCEDE DE FABRICATION DE MOULES POUR PNEUMATIQUE CLOUTE [1] L'invention concerne le domaine de la fabrication des pneumatiques pour les véhicules terrestres et plus particulièrement la fabrication des pneumatiques destinés à rouler sur des sols glacés. [2] La réglementation applicable dans certains pays nordique autorise l'utilisation de pneumatiques comportant des clous de manière à améliorer l'adhérence des pneumatiques sur les sols gelés et particulièrement glissants. Ces clous sont disposés dans des logements pratiqués sur les pains situés sur la bande de roulement. [3] Les pains de gomme formant la bande de roulement de ces pneumatiques comportent aussi, en règle générale, de nombreuses incisions transversales, afin d'augmenter l'adhérence du pneumatique sur sol enneigé. [4] La fabrication de ces pneumatiques particuliers comprend une première étape aboutissant à la réalisation d'un pneumatique vulcanisé dont les pains comportent des incisions et des logements destinés à recevoir les clous, et une seconde étape au cours de laquelle un procédé adapté permet de disposer les clous dans lesdits logements. [5] De manière à ne pas dégrader la tenue de la tête des clous dans leurs logements, les incisions sont interrompues à l'intérieur d'une zone, généralement circulaire, comprise autour du logement destiné à recevoir le clou. [6] A cet effet, le moule destiné à la réalisation de ces pneumatiques adaptés aux conditions hivernales sévères comporte des lamelles destinées à former les incisions, et des goupilles destinées à former les logements aptes à recevoir lesdits clous. [7] Les lamelles sont constituées par des éléments ayant la forme d'une cloison mince et rigide, généralement métallique, dont la hauteur correspond à la profondeur de l'incision, et dont la longueur correspond à la longueur de l'incision. Ces lamelles peuvent avoir une forme ondulée, rectiligne, voire plus complexe selon le type d'usage que l'on recherche. Les lamelles sont disposées en saillie dans la partie du moule destinée à donner sa forme définitive à la bande de roulement, et qui forme la garniture du moule. [8] Les goupilles ont la forme générale de la partie du clou qui est insérée dans le logement, et sont implantées sur le pain de gomme à un endroit prédéterminé en fonction des critères d'adhérence et de bruit définis par le concepteur du pneumatique. [9] En regardant de plus près la forme de la matrice d'un pain de sculpture, comme cela est illustré aux figures 1 et 2, on peut observer que les lamelles sont interrompues autour de la zone située à une distance donnée du centre de la goupille. Les lamelles L1 et L6 occupent toute la largeur du pain de sculpture. En revanche les lamelles de rang 2, 3, 4 et 5 sont formées de deux lamelles alignées et placées de part et d'autre d'un cercle entourant la base de la goupille P. La lamelle de rang 2 se décompose en L21 et L22, la lamelle de rang 3 se décompose en L31 et L32, la lamelle de rang 4 se décompose en L41 et L42 et la lamelle de rang 5 se décompose en L51 et L52. De plus, on observe que les lamelles L21, L22, L31, L32, L41, L42; L51 et L52.ont des longueurs différentes en fonction de la place qu'elles occupent autour de l'espace formé par le cercle entourant la goupille P comme cela est montré à la figure 2, qui est une vue de dessus de l'élément de garniture montré à la figure 1. [10] Il s'en suit que la fabrication d'une garniture de ce type nécessite la réalisation d'un grand nombre de lamelles différentes dont la longueur est adaptée aux places que les goupilles occupent sur l'élément de sculpture. [11] On remarquera aussi que la goupille peut également se situer à des endroits très variables sur le pain de sculpture comme cela est montré sur la figure 3. On constate, sur la base de cet exemple, que l'élément de lamelle L31 de la figure 3 est beaucoup plus court que l'élément de lamelle L31 illustré à la figure 2. Cela augmente d'autant la variété des lamelles qu'il est nécessaire de réaliser et d'implanter dans la garniture du moule. [12] Enfin la détermination de la place définitive de la goupille sur le pain de gomme peut se faire à un stade tardif du développement du pneumatique en raison des nombreuses boucles d'optimisation nécessaires à la recherche du meilleur compromis adhérence/bruit. [13] Il résulte de tout ce qui précède que ce mode de réalisation pénalise gravement le coût de revient d'une telle garniture. [14] L'invention a pour objet de réduire la complexité de fabrication des garnitures comprenant des lamelles destinées à mouler les incisions pratiquées dans le pain de gomme, et des goupilles destinées à mouler le logement de réception des clous. [15] Selon l'invention, le procédé de réalisation d'une garniture de moule destinée à la fabrication de pneumatique comportant des pains de sculpture sur lesquels sont pratiquées des incisions et supportant en règle générale des clous, comprend une première étape au cours de laquelle on réalise de manière traditionnelle une garniture de moule en disposant des lamelles de longueur et de forme sensiblement équivalentes sur les parties de la garniture destinées à mouler lesdits pains de gomme. [16] Ce procédé se caractérise en ce que, dans une étape ultérieure, on dégage radialement la matière de la garniture et des lamelles comprise dans un espace cylindrique situé au niveau de chacun des emplacements destinés à recevoir des goupilles aptes à mouler les logements desdits clous, - et on dispose un insert dans l'orifice obtenu préalablement. [17] En règle générale, l''insert comporte une goupille destinée à mouler le logement apte à recevoir ledit clou, bien que le procédé selon l'invention ne soit pas limité à la fabrication de ce seul type de moule et puisse être étendu à la fabrication de tout type de moule comportant un insert. [18] De cette manière, il n'est plus nécessaire de déterminer à l'avance la longueur des lamelles en fonction de l'emplacement de la goupille, dés lors que la matière des lamelles situées au droit de la zone de diamètre donné et entourant la goupille, est enlevée au cours de la même opération au cours de laquelle on perce la garniture de manière à dégager l'espace destiné à recevoir l'insert supportant la goupille. [19] Il est alors possible (le réaliser des lamelles de longueurs sensiblement équivalentes et de diminuer ainsi considérablement le nombre de lamelles de longueur différentes à réaliser et à implanter puisque, en reprenant l'exemple des paragraphes précédents illustré par les figures 1 et 2, les lamelles de rang 2, 3, 4 et 5 ont sensiblement la même longueur que les lamelles de rang 1 et 6, contrairement au procédé de l'art antérieur dans lequel il était nécessaire de réaliser et d'implanter deux fois plus de lamelles, respectivement les lamelles L21, L22, L31, L32, L41, L42; L51 et L52. [20] La description qui suit a pour objet de mettre en évidence un mode préférentiel et particulièrement économique de réalisation de l'invention en s'appuyant sur les figures 1 à 9 dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue schématique d'une partie de garniture comprenant des lamelles et une goupille, et destinée à mouler un pain de gomme comportant des incisions et un clou. - la figure 2 représente une vue de dessus de la partie de garniture illustrée à la figure 1, - la figure 3 représente la vue de dessus de la même partie de garniture dans laquelle l'emplacement de la goupille a été modifié, - la figure 4 représente une vue schématique d'une partie de garniture comprenant des lamelles de longueur sensiblement égales, - la figure 5 représente une vue schématique de face, selon une coupe BB, de la partie de garniture illustrée à la figure 4, - la figure 6 représente la vue schématique de face, en coupe selon BB, de la garniture dans laquelle une matière thermodurcissable a été coulée, - la figure 7 représente la vue schématique de face, en coupe selon BB, de l'étape de perçage de la garniture, - la figure 9 représente la vue schématique de face, en coupe selon BB, de la partie de garniture après perçage, - la figure 9 représente la partie de garniture dans laquelle a été disposé un insert supportant une goupille. [21] Le résultat final à atteindre selon le procédé de l'invention reste identique à celui qui est illustré à la figure 1, à savoir une garniture comportant des lamelles et une goupille. [22] Pour obtenir ce résultat, on procède selon les étapes suivantes. [23] On réalise une garniture, dont une partie, correspondant à un pain de gomme, est illustrée à la figure 4. On remarquera que les lamelles LI, L2, L3, L4, L5, L6 ont sensiblement la même longueur, et que la réalisation de cet élément de garniture se fait sans tenir compte de la position finale de la goupille. Cela revient à réaliser une garniture de même nature que les garnitures de moules destinées à fabriquer des pneumatiques dits à lamelles, et ne comprenant pas de clous. [024] La figure 5, illustre une vue en coupe selon une direction BB de l'élément de garniture représenté à la figure 4. Les lamelles LI, L2, L3, L4, L5 et L6 sont implantées dans la garniture G, et le pied de chaque lamelle pénètre profondément dans le corps de la garniture G. La garniture est obtenue de façon classique par usinage ou, préférentiellement, par fonderie. Dans ce dernier cas, le matériau qui forme la garniture est une composition à base d'aluminium. Les lamelles sont réalisées en règle générale dans un matériau à base d'acier, dont la dureté est très supérieure au matériau qui compose la garniture. [025] Selon l'exemple de mise en oeuvre de l'invention faisant l'objet de la présente description, on choisit d'effectuer le dégagement de la matière située au droit de la goupille par perçage à l'aide d'un foret F ou de manière équivalente par fraisage. [026] Il va de soi que les principes généraux de l'invention s'appliquent également lorsque l'on réalise le perçage à l'aide d'autres moyens tels que des moyens d'enlèvement de matière par électroérosion, ou par projection d'un faisceau laser, ou d'autres moyens équivalents. [27] Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, et pour éviter que les lamelles, qui ont la forme de cloisons de faible épaisseur, ne se déforment sous l'action du foret et des vibrations, on coule une matière thermodurcissable T dans l'espace libre situé entre les lamelles placées du coté intérieur de la garniture, et à l'endroit où on désire effectuer le forage de la garniture, comme cela est illustré à la figure 6. Les matériaux thermodurcissables convenant à l'usage décrit ci-dessus sont connus dans le commerce sous le nom générique de cerocast. [28] Une fois cette opération réalisée, et après avoir attendu que le matériau thermodurcissable ait atteint sa dureté maximale, on réalise le perçage de la garniture en déplaçant dans la direction radiale un foret F de type monobloc d'un diamètre déterminé, depuis l'extérieur de la garniture vers l'intérieur de la garniture, comme cela est indiqué par la flèche D de la figure 7. Le foret permet de dégager la matière de la garniture, du matériau thermodurcissable et des lamelles comprise dans un espace cylindrique. Comme cela est représenté à la figure 8. [29] Les éléments de lamelle situés sur le parcours du foret ont été éliminés, et les lamelles de rang 2, 3, 4 et 5 sont fractionnées en deux parties de sorte que les lamelles L22, L32, L42 et L52 sont désormais visibles sur la représentation schématique en coupe de la figure 8. [30] Il convient alors de retirer le matériau thermodurcissable T en apportant la quantité de chaleur suffisante pour faire fondre le reste de matériau présent sur la garniture. [31] L'étape finale, illustrée à la figure 9, consiste à disposer un insert I dans l'orifice dégagé par le foret à l'étape précédente. Le diamètre du foret détermine le diamètre de l'insert I que l'on cherche à introduire. La fixation de l'insert dans la garniture se fait de manière préférentielle par vissage du corps de l'insert dans un filetage adapté et réalisé préalablement dans la garniture. [32] On observera que cette vue en coupe selon la figure 9 représente la vue en coupe de la figure 1 selon AA. [33] L'insert supporte une goupille G. Ladite goupille peut être fixée à l'insert par vissage, par emboutissage ou par tout autre moyen équivalent permettant d'assurer une liaison solide entre la goupille et l'insert. [34] On appréciera que le fait de rendre l'insert amovible permet, de faciliter les opérations de maintenance de la garniture de moule, en particulier, lorsque l'on désire remplacer la goupille en raison de l'usure qu'elle présente ou lorsque, pour une cause quelconque, la goupille viendrait à se rompre. [35] Il est également possible de réaliser des motifs de marquage sur la surface de l'insert dans le but de satisfaire des besoins spécifiques de nature esthétique (comme cela est illustré sur les figures 1 à 3) ou technique comme par exemple l'indication des références du clou à utiliser. 6 REVENDICATIONS 1) Procédé de réalisation d'une garniture de moule (G) destinée à la fabrication de pneumatique comportant des pains de sculpture comprenant des incisions dans lequel : on réalise une garniture de moule en disposant des lamelles de longueur et de forme sensiblement équivalentes (L1, L2, L3, L4, L5, L6) sur les parties de la garniture destinées à mouler lesdits pains de gomme, caractérisé en ce que, dans une étape suivante, - on dégage radialement la matière de la garniture (G) et des lamelles (L1, L2, L3, L4, L5, L6) comprise dans un espace cylindrique situé au niveau de chacun des emplacements destinés à recevoir des goupilles (P) aptes à mouler les logements desdits clous, - et on dispose un insert (I) dans l'orifice obtenu préalablement. 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'insert (I) supporte une goupille (P) destinée à mouler le logement apte à recevoir un clou. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on réalise l'orifice par forage, par perçage ou par fraisage, en procédant depuis l'extérieur de la garniture vers l'intérieur de la garniture. 4) Procédé selon la revendication 3 dans lequel, avant d'effectuer le forage, on coule entre les lamelles placées du coté intérieur de la garniture et à l'endroit où on désire réaliser le perçage un matériau thermodurcissable (T), et dans lequel on fait fondre le reste du dit matériau thermodurcissable après avoir effectué l'opération de forage. 5) Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on réalise l'orifice par un procédé laser. 6) Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on réalise l'orifice par électroérosion. 7 7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel on utilise un insert (I) amovible. 8) Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel on réalise des motifs de marquage sur la surface de l'insert (I) placée radialement du coté de l'intérieur de la garniture. 9) Pneumatique réalisé avec un moule comprenant une garniture (G) fabriquée par un procédé selon l'une des revendications 1 à 8.