Brevet FR3041562A1 — publié le 20170331

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT MOULANT D'UN MOULE POUR LA VULCANISATION D'UN PNEUMATIQUE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]L'invention concerne un procédé de fabrication d'éléments moulants pour moules destinés au moulage de pneumatiques pourvus d'une bande de roulement comportant un agencement circonférentiel de motifs de sculpture. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]La fabrication des pneumatiques en grandes séries fait appel à un processus industriel particulièrement complexe et coûteux, impliquant de nombreuses machines, des procédés complexes et de multiples phases préparatoires. La complexité du processus a pour corollaire une grande rigidité, réduisant les possibilités de modifications de configuration ou d'agencement après la mise en place d'une ligne de fabrication. Cette rigidité s'applique particulièrement aux moules prévus pour les phases de vulcanisation et moulage. [0003]0r, de plus en plus de véhicules sont produits à des séries limitées, avec des particularités rendant ces véhicules uniques et attrayants par rapport à ceux fabriqués en plus grande série. Parmi les spécificités offertes, les pneumatiques constituent souvent un des points forts de démarcation. [0004]11 existe donc un besoin important et croissant pour améliorer la souplesse des processus de fabrication des pneumatiques. En outre, il existe un besoin croissant pour simplifier et faciliter la préparation de pneumatiques pourvus de spécificités attrayantes. 2015-175fr 3041562 2 [0005]La demande FR 3014351 décrit un procédé de fabrication d'éléments moulants pour moules destinés au moulage de pneumatiques pourvus d'une bande de roulement comportant un agencement circonférentiel de motifs de sculpture, permettant de répondre partiellement à ces objectifs. 5 Ce procédé comporte : a) une étape consistant à aligner une pluralité de garnitures de base en matériau souple pour former une portion de base de circonférence de bande de roulement ; b) une étape consistant à générer, à partir de la portion de base de 10 circonférence de bande de roulement, un support intermédiaire, correspondant à la portion de circonférence de bande de roulement ; c) une étape d'obtention d'un élément moulant brut à partir du support intermédiaire ; chacune des garnitures de base correspondant à un motif de l'agencement 15 circonférentiel de la bande de roulement du pneumatique à mouler. [0006]Selon ce procédé, l'élément moulant brut doit être séparés en une pluralité de sections susceptibles de servir à des moulages ultérieurs. L'étape de séparation est particulièrement complexe et longue à mettre en 20 oeuvre, car elle implique des découpes pour chacune des nombreuses sections, dans des conditions de précision élevées, sans affecter la qualité des éléments obtenus. [0007]11 existe donc un besoin pour un procédé plus simple, moins coûteux, 25 et plus rapide, préservant la qualité des pièces obtenues. EXPOSE DE L'INVENTION [0008]Un objet de l'invention consiste à prévoir un procédé de fabrication permettant de faciliter la modification des caractéristiques visuelles des pneumatiques. 2015-175fr 3041562 3 [0009]Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un procédé de fabrication permettant de réduire les pertes de matières premières lors des modifications des caractéristiques visuelles des pneumatiques. 5 [0010]Encore un autre objet consiste à prévoir un procédé permettant d'optimiser la fabrication des pneumatiques, en particulier au niveau de la phase de préparation des moules. 10 [0011]Pour ce faire, l'invention prévoit un procédé de fabrication d'éléments moulants destinés à être assemblés dans un moule pour le moulage d'une bande de roulement d'un pneumatique, chaque élément moulant étant obtenu par l'utilisation d'un élément de base en matériau souple, le procédé comportant : 15 a) une étape d'alignement, sur un support de base, d'une pluralité d'éléments de base ; b) au cours de l'étape d'alignement, une étape de mise en place d'au moins un insert entre deux éléments de base adjacents dans l'alignement, l'insert comportant une partie externe faisant saillie à partir des deux 20 éléments de base selon une direction opposée au support de base et une partie interne séparant les deux éléments de base ; c) une étape d'obtention d'un support intermédiaire à partir de la pluralité d'éléments de base alignés, le dit support intermédiaire enserrant la partie externe de l'insert ; 25 d) une étape d'obtention, à partir du support intermédiaire, d'au moins deux éléments moulants, les deux éléments moulants étant séparés par la partie interne de l'insert. [0012]Grâce au procédé selon l'invention, les éléments moulants sont 30 obtenus de façon plus simple, plus rapide et plus économique que dans le procédé utilisé à ce jour. Les nombreuses découpes à effectuer pour chaque 2015-175fr 3041562 4 élément moulant sont remplacées par une simple étape de séparation des éléments déjà moulés individuellement du fait de la présence des inserts. Ce procédé permet une grande souplesse dans la configuration des moules. Du fait que chaque garniture de base correspond à un motif de la bande de 5 roulement du pneumatique à mouler, les éléments moulants résultants bénéficient de cette même caractéristique. En utilisant des éléments moulants avec des motifs différents, on peut adapter ou modifier l'architecture de la bande de roulement sans devoir remplacer tout le moule. En fonction des besoins de types de moules et des quantités requises pour 10 chaque type d'éléments moulants, les quantités produites pour chaque type sont facilement ajustables puisque le moule intermédiaire permet de loger les garnitures de base selon les besoins de production de ces différents types d'éléments moulants, en favorisant par exemple un type plutôt qu'un autre. 15 [0013]La fabrication simultanée d'une pluralité d'éléments moulants permet d'optimiser le processus de fabrication, avec une simplification de l'outillage et une réduction des pertes de matière. [0014] Le moule intermédiaire permet de regrouper les garnitures de base de 20 façon simple, rapide, avec un positionnement précis. L'étape de moulage du support intermédiaire est de ce fait optimisée, avec une optimisation de l'espace global et une précision de réalisation particulièrement avantageuse. [0015]Une seule phase de moulage permet donc l'obtention de plusieurs 25 secteurs ou éléments moulants. [0016]Selon un mode de réalisation avantageux, les inserts sont des plaquettes d'aciers. 30 [0017] De manière avantageuse, les inserts en acier sont soumis à une étape de conformation avant leur insertion. 2015-175fr 3041562 5 [0018]Selon un autre mode de réalisation avantageux, les inserts sont des nappes textiles. Un tel mode de réalisation, avec des nappes textiles souples, procure une grande facilité pour l'agencement des nappes selon 5 une infinité de profils différents, avec une mise en place grandement facilitée. [0019] Les nappes textiles peuvent être tissées ou enchevêtrées. De manière avantageuse, les nappes textiles ont une densité suffisante pour éviter toute interpénétration dans les zones voisines de support intermédiaires ou 10 d'élément moulant séparées par lesdites nappes. On utilise avantageusement des nappes textiles avec des compositions telles que des fibres de silicate alcalino-terreux. [0020]On utilise avantageusement des inserts ayant une résistance aux 15 températures élevées, au moins jusqu'à sensiblement 700° C, et de préférence des inserts hydrofuges. [0021]Chacun des inserts est avantageusement sensiblement rigide dans la direction normale au plan principal dudit insert. 20 [0022]Par ailleurs, on utilise avantageusement des inserts chimiquement neutres par rapport au matériau de l'élément moulant. [0023] De manière avantageuse, les inserts ont une épaisseur de 0,2 à 4 mm 25 (pour le textile) et supérieure 0,2 mm pour le métal. [0024]Selon une variante avantageuse, lors de l'étape de mise en place des inserts, on prévoit une étape consistant à laisser une mince couche d'élément moulant sous au moins une partie des inserts, de façon à créer 30 des liaisons entre les zones voisines d'élément moulant. Ce mode de réalisation permet de prévoir un élément moulant brut avec une pluralité 2015-175fr 3041562 6 d'éléments unitaires inter reliés entre eux, facile à manipuler du fait qu'il est en un seul bloc avant que les éléments soient définitivement séparés. En outre, l'étape consistant à retirer le support intermédiaire est facilitée du fait de la solidarisation entre les multiples éléments unitaires. [0025]Selon une autre variante de réalisation, les éléments moulants comportent au moins une surépaisseur de matière et sont usinés pour mise en forme finale des dimensions avant assemblage dans le moule. Cette étape permet d'optimiser la précision des éléments moulants. [0026]Selon une autre variante de réalisation, le support intermédiaire est réalisé en matériau destructible. [0027]Selon encore une autre variante de réalisation, l'élément moulant brut 15 est réalisé en matériau réutilisable. [0028]Selon encore un mode de réalisation avantageux, le procédé comporte une étape préalable de réalisation d'une matrice de base (ou gabarit) permettant l'obtention de garnitures de base correspondantes. 20 [0029]Selon encore un mode de réalisation avantageux, le procédé comporte une étape de retrait des inserts par destruction au moyen d'eau à haute pression. 25 [0030]Dans une autre variante, la garniture de base est constituée de silicone, et de préférence de silastène. On obtient ainsi la possibilité de réutiliser la garniture de base pour d'autres productions. [0031]L'invention prévoit également un moule comportant un support sur 30 lequel une pluralité d'éléments moulants obtenus par le procédé préalablement décrit sont alignées circonférentiellement. 2015-175fr 5 10 3041562 7 [0032] L'invention prévoit aussi un pneumatique obtenu par moulage et vulcanisation à l'aide d'un moule comportant une pluralité de garnitures/secteurs circonférentiels obtenus par le procédé de fabrication 5 préalablement décrit. [0033]Dans une variante avantageuse, le pneumatique comporte une bande de roulement pourvue d'une pluralité de motifs disposés en alternance circonférentielle, chacun des motifs de l'agencement circonférentiel 10 correspondant à un motif d'une garniture de base utilisée dans le procédé de fabrication décrit ci-dessus. DESCRIPTION DES FIGURES [0034]D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la 15 description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente schématiquement les principaux éléments permettant de réaliser un support intermédiaire à partir d'un alignement d'éléments de base, avec insertion d'inserts de séparation ; 20 - la figure 2 est une représentation schématique en perspective d'un exemple d'élément de base ; la figure 3a est une représentation schématique en élévation d'un support intermédiaire coopérant avec une pluralité d'élément de base, des inserts s'étendant à la fois dans le support intermédiaire et entre les 25 éléments de base ; la figure 3b est une vue en perspective de l'ensemble présenté à la figure 3a ; la figure 4 illustre une représentation schématique en perspective d'un exemple support intermédiaire dans lequel les inserts sont partiellement 30 englobés, après enlèvement des éléments de base ; 2015-175fr 3041562 8 la figure 5 illustre une représentation schématique en perspective d'un exemple d'élément moulant brut, dans lequel les inserts sont partiellement englobées, après enlèvement du support intermédiaire; la figure 6 illustre une représentation schématique en perspective d'un 5 exemple d'élément moulant après séparation. [0035]Dans la description qui va suivre, des éléments sensiblement identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. 10 DESCRIPTION DETAILLE DE L'INVENTION DEFINITIONS [0036]Par « pneumatique », on entend tous les types de bandages 15 élastiques soumis à une pression interne ou non. [0037]Par « bande de roulement » d'un pneumatique, on entend une quantité de matériau caoutchoutique délimitée par des surfaces latérales et par deux surfaces principales dont l'une est destinée à entrer en contact 20 avec une chaussée lorsque le pneumatique roule. [0038] Par « matériau destructible », on entend un matériau facile à enlever après moulage de l'élément prévu, par destruction, comme par exemple en le cassant ou en le découpant. 25 [0039]Par « matériau réutilisable » on entend un matériau dont les caractéristiques mécaniques permettent la réutilisation à plusieurs reprises dans un procédé de moulage industriel de pneumatiques. 30 [0040]La figure 2 illustre un exemple d'élément de base 1 réalisé en matériau souple comme par exemple en silicone, et de préférence en 2015-175fr 3041562 9 silastène. L'élément de base a un profil sensiblement allongé, avec, à chacune de ses extrémités, un membre de fixation de préférence en forme de queue d'aronde. 5 [0041]Tel que montré à la figure 1, une pluralité d'éléments de base 1 sont alignés transversalement les uns contre les autres sur un support de base 4 de façon à reproduire une portion de bande de roulement 2. Pour maintenir les éléments de base bien assemblées les unes contre les autres, un ou plusieurs appuis tels que des cales, en un matériau de dureté plus élevée 10 que celui des éléments de base sont prévus, par exemple de chaque côté des éléments de base disposés aux extrémités latérales. [0042]Chaque élément de base 1 est séparé de son voisin par un insert 9 servant de séparateur. La zone servant de séparateur est désignée partie 15 interne 11 dans ce qui suit. Cette partie interne 11 se prolonge avantageusement vers le support de base 4 jusqu'à celui-ci. En variante, la partie interne est interrompue avant de rejoindre le support de base 4. Cet espace sans séparation servira à l'étape du moulage des éléments moulants 5 afin de former une zone de liaison entre les éléments moulants 5. Dans 20 cette variante, les éléments moulants inter-reliés peuvent par exemple être manipulés en un seul bloc avant d'être ultérieurement séparés. La zone de liaison est prévue de façon suffisamment fine pour que la séparation entre les éléments soit facile à réaliser. 25 [0043] L'ensemble des éléments de base 1 alignés et séparés par les inserts permet de mouler un support intermédiaire 3, reproduisant une image inverse de la portion de bande de roulement. Ce support intermédiaire 3 est avantageusement réalisé en matériau destructible tel que du plâtre. Les figures 3a et 3b illustrent plus en détails (en élévation et en perspective) le 30 résultat obtenus lorsque le support intermédiaire 3 est moulé, et les éléments de base toujours en place. Chacun des inserts 9 comporte une partie interne 2015-175fr 3041562 10 11 (séparant deux éléments de base) et une partie externe 10 faisant saillie des éléments de base 1 de façon à être englobés dans le support intermédiaire 3. Selon un exemple de réalisation, la partie externe fait saillie d'au moins 1 cm en moyenne, dans la longueur de la pièce. 5 [0044] Lorsque les éléments de base 1 sont retirés, tel que montré par exemple à la figure 4, les parties internes 11 sont libérées, et les inserts 9 sont à ce stade maintenus par les parties externes 10. Les parties internes 11 libérées vont permettre, à l'étape subséquente, de délimiter et séparer les 10 éléments moulants 5, lors du moulage de ces derniers, contre le support intermédiaire 3. [0045]La figure 5 montre un ensemble d'éléments moulants 5 après moulage et enlèvement du support intermédiaire 3, par exemple par 15 destruction. La figure permet de bien observer les inserts 9 avec les parties externes 10 à nouveau libres, et les parties internes 11 séparant chacun des éléments moulants 5. S'agissant d'éléments sujets à être utilisés à de nombreuses reprises dans des phases de production, les éléments moulants 5 sont réalisés en « matériau réutilisable » tel qu'en alliage métallique léger, 20 par exemple l'aluminium. Ce matériau présente également l'avantage d'être aisément moulable et usinable. Dans l'exemple illustré à la figure 5, les parties internes 11 des inserts 9 se prolongent sur tout le flanc des éléments moulants. 25 [0046]La figure 6 montre le résultat de l'étape subséquente après retrait des inserts et séparation des éléments moulants individuels. [0047]L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 30 2015-175fr 3041562 11 Références utilisées sur les figures 1 Elément de base 2 Bande de roulement 3 Support intermédiaire 4 Support de base 5 Elément moulant 9 Inserts 10 Partie externe (en saillie des éléments de base) 11 Partie interne (séparant deux éléments de base) 2015-175fr REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'éléments moulants (5) destinés à être assemblés dans un moule pour le moulage d'une bande de roulement d'un pneumatique, chaque élément moulant (5) étant obtenu par l'utilisation d'un élément de base (1) en matériau souple, le procédé comportant : a) une étape d'alignement, sur un support de base (4), d'une pluralité d'éléments de base (1) ; b) au cours de l'étape d'alignement, une étape de mise en place d'au moins un insert (9) entre deux éléments de base adjacents dans l'alignement, l'insert comportant une partie externe (10) faisant saillie à partir des deux éléments de base selon une direction opposée au support de base (4) et une partie interne (11) séparant les deux éléments de base ; c) une étape d'obtention d'un support intermédiaire (3) à partir de la pluralité d'éléments de base (1) alignés, le dit support intermédiaire (3) enserrant la partie externe (10) de l'insert (9) ; d) une étape d'obtention, à partir du support intermédiaire (3), d'au moins deux éléments moulants (5), les deux éléments moulants (5) étant séparés par la partie interne (11) de l'insert (9). 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inserts (9) sont des plaquettes d'aciers. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que les inserts (9) en acier sont soumis à une étape de conformation avant leur insertion. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que les inserts (9) sont des nappes textiles. 3041562 13 5. Procédé de fabrication selon la revendication 4 dans laquelle les nappes textiles sont tissées ou enchevêtrées. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 4 dans laquelle les nappes 5 textiles ont une densité suffisante pour éviter toute interpénétration dans les zones voisines de support intermédiaires (3) ou d'élément moulant (5) séparées par lesdites nappes. 7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que les inserts (9) ont une résistance aux températures élevées, au moins jusqu'à sensiblement 700° C. 8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des inserts est sensiblement rigide dans la 15 direction normale au plan principal dudit insert. 9. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts (9) sont hydrofuges. 20 10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts (9) sont chimiquement neutres par rapport au matériau de l'élément moulant. 11. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé 25 en ce que les inserts (9) ont une épaisseur de 0,2 à 4 mm. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, lors de l'étape de mise en place des inserts (9), on prévoit une étape consistant à laisser une mince couche d'élément moulant (5) sous au moins une partie 30 des inserts, de façon à créer des liaisons entre les zones voisines d'élément moulant. 2015-175fr 3041562 14 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant une étape de retrait des inserts par destruction au moyen d'eau à haute pression. 5 14. Moule comportant un support sur lequel une pluralité d'éléments moulants (5) obtenus par le procédé selon l'une des revendications 1 à 13 sont alignées circonférentiellement. 15. Pneumatique obtenu par moulage et vulcanisation à l'aide d'un moule 10 comportant une pluralité d'éléments moulants (5) obtenus par le procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 13. 16. Pneumatique selon la revendication 15, comportant une bande de roulement pourvue d'une pluralité de motifs disposés en alternance 15 circonférentielle, chacun des motifs de l'agencement circonférentiel correspondant à un motif d'un élément de base (1) utilisée dans le procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 12. 2015-175fr