Brevet FR2793188A1 — publié le 20001110

-1 - L'invention concerne un élément moulant destiné à mouler une découpure dans une bande de roulement d'un pneumatique, ainsi qu'un moule équipé avec au moins un tel élément moulant. Le brevet FR 2 759 323 de la demanderesse décrit une nouvelle sculpture d'une bande de roulement pour pneumatique particulièrement intéressante en ce qui concerne la performance bruit de roulage et usure. Dans cette demande, il a été proposé une sculpture de bande de roulement comportant une pluralité de découpures dont les parois sont reliées par au moins un pont de liaison; il a également été proposé une méthode de réalisation selon laquelle on introduit, dans une bande de roulement avant moulage et vulcanisation, un intercalaire, par exemple en papier, pourvu d'au moins un orifice laissant passer le mélange de caoutchouc pendant le moulage pour réaliser un pont de liaison. Dans un autre brevet FR 2 759 321, la demanderesse a proposé un autre procédé de réalisation d'une telle sculpture mettant en oeuvre un moule comportant une partie supérieure et une partie inférieure, chacune desdites parties étant pourvues d'éléments moulants coopérant ensemble pour mouler des découpures pourvues de ponts de liaison. Cette méthode, bien que très intéressante, nécessite cependant de fabriquer dans un premier temps une bande de roulement puis dans un second temps d'assembler ladite bande sur une ébauche de pneumatique dépourvue de bande de roulement. Un objectif de la présente invention est de réaliser une bande de roulement comportant au moins une découpure pourvue d'au moins un pont de liaison en réalisant le moulage de la bande directement pendant le moulage et la vulcanisation d'un pneumatique pourvu de cette bande sans avoir à introduire un matériau intercalaire dans une bande de roulement. Pour répondre à cet objectif, il est proposé un élément moulant destiné à équiper un moule pour mouler une découpure dans une bande de roulement en mélange de caoutchouc, ladite découpure ayant ses parois principales reliées par au moins un pont de liaison en mélange de caoutchouc. Chaque pièce de moule présente une face de moulage pour mouler la surface de roulement de ladite bande et peut être animée d'un mouvement dans une direction de moulage/démoulage. -2 - L'élément moulant selon l'invention comporte une partie d'ancrage destinée à être fixée à une pièce de moule et prolongée par une partie moulante destinée à faire saillie sur la face de moulage de ladite pièce. La partie moulante de l'élément moulant selon l'invention comporte au moins deux extensions formant des prolongements et dont les faces sont destinées au moulage des parois délimitant la découpure, l'une au moins de ces extensions comprenant au moins un bras monté mobile en rotation par rapport à ladite extension. Cet élément moulant est caractérisé en ce que, dans la position de moulage, au moins un bras mobile est en appui sur au moins une autre extension du même élément moulant pour délimiter au moins un orifice traversant l'élément moulant et destiné au moulage d'un pont de liaison. Par découpure, on entend, dans les domaines des pneumatiques pour véhicules de tourisme ou de poids lourd, soit une rainure, caractérisée par une largeur au moins égale à 3 mm soit une incision, caractérisée par une largeur inférieure à 3 mm. Dans la configuration de moulage, un bras mobile en rotation est dit en appui sur une autre extension du même élément moulant quand une partie d'une de ses faces de paroi est contact avec ladite autre extension. Dans le cadre de l'invention, il peut être envisagé qu'un bras mobile monté sur une extension soit en contact avec un bras mobile d'une autre extension du même élément moulant. Au début de l'opération de démoulage, après moulage et vulcanisation d'une bande de roulement avec un moule équipé avec un élément moulant selon l'invention, chaque bras mobile en rotation est soumis aux efforts exercés par les ponts de liaison moulés dans les orifices et va alors tourner pour permettre l'extraction de l'élément moulant hors de la bande sans rupture des ponts de liaison moulés. Bien entendu, ce démoulage n'est possible que compte tenu des propriétés mécaniques des mélanges de caoutchouc (en particulier, possibilité de grandes déformations sans qu'il y ait de rupture desdits mélanges). De manière avantageuse, il peut être prévu des moyens de rappels élastiques pour contraindre chaque bras mobile en rotation à reprendre la place qu'il occupe dans la position de moulage de façon à assurer une bonne géométrie de moulage. Dans le même but, on peut prévoir, seuls ou en combinaison avec la disposition précédente, des moyens de retenue desdits bras mobiles dans la position de moulage, ces moyens étant efficaces jusqu'à un niveau d'effort -3- préalablement déterminé (et bien sûr inférieur aux efforts exercés par le mélange pendant le démoulage pour permettre le démoulage). L'invention concerne également une pièce d'un moule d'une bande de roulement pour pneumatique. Cette pièce est pourvue d'une face de moulage pour mouler la surface de roulement de la bande et peut être déplacée suivant une direction de moulage /démoulage. Cette pièce de moule comporte au moins deux éléments de relief faisant saillie sur la face de moulage de ladite pièce, l'un au moins desdits éléments de relief comprenant un support portant au moins un bras monté mobile en rotation par rapport audit support. La pièce de moule est caractérisée en ce que, dans la configuration de moulage, au moins un bras monté mobile en rotation sur un élément de relief est en appui sur un autre élément de relief pour former au moins un orifice destiné au passage de mélange de caoutchouc pendant le moulage d'une bande de roulement. Par appui d'un bras mobile sur un élément de relief, on entend que ce bras présente, dans la configuration de moulage, une face en contact au moins en partie avec au moins une face dudit élément de relief. La pièce de moule selon l'invention permet, en particulier, de mouler, dans une bande de roulement, une découpure dont les parois principales sont reliées par un ou plusieurs pont(s) de liaison, au moins un desdits ponts étant situé entièrement situé sous la surface de roulement de la bande de roulement moulée (pour cela, au moins un bras mobile est à une distance strictement supérieure à zéro de la face de moulage de la pièce de moule). Après moulage et vulcanisation d'une bande de roulement et au moment du démoulage (c'est-à-dire extraction des éléments de relief hors de la bande), les bras, montés mobiles en rotation dans un plan contenant la direction de moulage/démoulage, vont tourner sous l'action des efforts exercés par le mélange de caoutchouc traversant les orifices de l'élément de relief. Les bras mobiles ayant tourné, il est alors possible de dégager les éléments de relief hors de la bande sans avoir de rupture des ponts. De manière préférentielle, il peut être prévu des moyens de rappels élastiques pour contraindre les bras mobiles en rotation à reprendre la place qu'ils occupent dans la position de moulage. En outre, il peut être adjoint des moyens de retenue desdits bras mobiles dans la position -4 de moulage, ces moyens étant efficaces jusqu'à un niveau d'effort préalablement déterminé (et bien sûr inférieur aux efforts exercés par le mélange pendant le démoulage). L'invention qui vient d'être exposée sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre en regard du dessin présentant plusieurs variantes selon l'invention présentées à titre non limitatif et selon lequel: - la figure 1 montre une première variante d'un élément moulant selon l'invention dans la configuration de moulage; - la figure 2 montre l'élément moulant de la figure 1 dans la position après démoulage; - la figure 3 montre une autre variante d'élément moulant selon l'invention présentant deux orifices pour mouler deux ponts de liaison; - la figure 4 montre une autre variante d'élément moulant selon l'invention présentant deux orifices dans la position de moulage; - la figure 5 montre, en coupe, une autre variante d'élément moulant selon l'invention monté sur une pièce de moule dans la configuration de moulage; - la figure 6 montre l'élément moulant de la figure 5 en fin de démoulage; - la figure 7 montre une coupe d'une autre pièce de moule selon l'invention. Sur la figure 1, on voit un élément moulant 1 représenté dans la configuration de moulage pour mouler une incision ayant un pont de liaison reliant les parois principales de ladite incision. Cet élément moulant 1 a sensiblement la forme d'une lame comportant un orifice 6 pour le moulage d'une incision comportant un pont de liaison moulé dans ledit orifice 6. Cet élément moulant 1 est formé d'une partie d'ancrage 2, destinée à être fixée à une pièce de moule, et prolongée par une partie moulante 3 destinée à faire saillie sur la face de moulage de ladite pièce (la limite entre la partie d'ancrage et la partie moulante est figurée de façon schématique par la ligne en pointillés repérée 23). La partie moulante 3 présente deux faces principales de moulage 3' et 3" (seule la face avant 3' est visible sur cette figure), lesdites faces étant sensiblement parallèles et espacées d'une distance faible comparativement aux autres dimensions de ladite partie -5- moulante. Cette partie moulante 3 comprend deux extensions 31 et 32 de formes rectangulaires et de longueurs inégales. En outre, un bras mobile 4, de même épaisseur que l'épaisseur des extensions 31 et 32 et comportant une face intérieure 43 de moulage et une face extérieure 42 de moulage, est monté libre en rotation autour d'un axe de pivot 5 traversant perpendiculairement l'extension 31 d'une face 3' à l'autre face 3". Dans la configuration de moulage représentée sur la figure 1, la partie d'extrémité de la face intérieure 43 de ce bras mobile est en contact avec la paroi d'extrémité de l'autre extension 32. Pendant la phase de démoulage, l'élément moulant 1 est entraîné par la pièce de moule sur laquelle il est monté, dans une direction repérée par la flèche X sur la figure 1. Durant cette phase, le pont de liaison moulé dans l'orifice 6 s'oppose à l'extraction de l'élément moulant hors de la bande moulée et exerce un effort sur le bras qui, compte tenu de son montage en rotation, va tourner autour de l'axe de pivot 5 créant ainsi un passage pour le dégagement du pont. La figure 2 montre ce même élément moulant 1 dans la phase finale du démoulage, le bras mobile étant en position ouverte pour permettre l'extraction de l'élément moulant hors de la bande de roulement moulée. De façon avantageuse, il est prévu des moyens sur l'extension 31 portant le bras mobile 4 pour limiter la rotation maximale du bras 4 de façon que le passage créé pour le démoulage soit de dimensions suffisantes afin qu'il n'y ait pas rupture du pont de liaison tout en permettant que, sous les efforts exercés par le mélange de caoutchouc d'une nouvelle bande à mouler, le bras mobile reprenne la position de moulage en contact avec l'extension 32. Ces moyens consistent dans le cas présent en une portée oblique 41 par rapport à la direction X contre laquelle vient buter la face extérieure 42 du bras mobile 4. Pour améliorer encore le retour dans la position de moulage, il peut être prévu d'associer à l'élément moulant selon l'invention des moyens de rappel élastique, comme par exemple un ressort fixé sur ou dans l'extension 31 et agissant sur le bras mobile pour le contraindre à revenir en contact avec l'autre extension 32 après démoulage. Une autre variante intéressante consiste à pourvoir le bras 4 d'un prolongement s'étendant au-delà de l'extension 32 dans la configuration de moulage, de façon à ce que l'effet de levier soit augmenté pour faciliter le mouvement de rotation dudit bras pendant l'opération de pénétration -6dans le mélange de caoutchouc non vulcanisé au moment de la fermeture du moule équipé avec l'élément moulant selon l'invention. En outre et de façon à être sûr que le bras mobile est et reste dans la bonne position de moulage avant tout nouveau moulage d'une bande, il est avantageux de prévoir des moyens de retenue dudit bras dans la position de moulage, ces moyens étant efficaces jusqu'à un niveau d'effort préalablement déterminé (et bien sûr inférieur au niveau des efforts exercés par le mélange pendant le démoulage). L'élément moulant 101 représenté à la figure 3 est prévu pour mouler une découpure d'épaisseur W dont les parois principales sont planes et reliées mécaniquement par deux ponts de liaison moulés dans les orifices repérés 106 et 107. Dans la vue perspective montrée sur cette figure 3, seule est visible la face avant 103' moulant l'une des parois principales d'une découpure. À l'image de la variante représentée sur la figure 1, l'élément moulant 101 comprend une partie d'ancrage 102 destinée à être fixée dans un moule; prolongée par une partie moulante 103 comportant trois extensions 131, 132, 133. Une extension 131 est pourvue d'un bras 104 monté rotatif autour d'un axe 105 par rapport à cette extension 131 de façon à pouvoir venir en contact avec les extrémités 132', 133' des extensions 132 et 133 pour constituer l'élément moulant dans la configuration de moulage. Il est prévu que les extrémités 132' et 133' ont des formes biseautées pour venir se positionner à l'intérieur de rainures en V prévues sur la face intérieure 104' du bras 104 destinée à être en contact avec les extensions 132, 133; cette disposition présente l'avantage d'assurer un bon positionnement du bras mobile par rapport auxdites extensions. Dans cette configuration représentée correspondant à la configuration de moulage, les extensions et le bras monté rotatif délimitent deux orifices 106 et 107 traversant l'élément moulant dans son épaisseur. Dans le cas d'un élément moulant de grande longueur L, il peut être difficile de démouler, c'est-à-dire d'extraire l'élément moulant d'une bande après moulage, sans occasionner de grandes déformations du mélange de caoutchouc entourant l'élément moulant. Ces grandes déformations peuvent avoir pour conséquence des ruptures ou arrachement du mélange. Pour faciliter le démoulage dans ce cas, il est avantageux de réaliser le bras mobile 104 en deux parties, lesdites parties, dans le prolongement l'une de l'autre, étant montées mobiles l'une par rapport à -7 - l'autre, par exemple au niveau de l'extension intermédiaire 132, l'un deux bras étant toujours monté mobile en rotation sur une extension. La figure 4 montre un autre élément moulant 201, vu en coupe selon un plan perpendiculaire à son épaisseur, pour mouler une incision dans une bande de roulement d'un pneumatique, cette incision étant pourvue de deux ponts de liaison disposés l'un au-dessus de l'autre dans la direction du moulage/démoulage dudit élément moulant. Cet élément moulant 201 est réalisé dans une plaque plane métallique de faible épaisseur comportant une partie d'ancrage 202 prolongée par une partie moulante 203 ayant deux extensions 231, 232 de même longueur. Chaque extension comporte un bras 204, 204' monté mobile en rotation autour d'un axe de pivot 208, 208' traversant l'élément moulant 201 selon son épaisseur. Dans la configuration de moulage montrée, chaque bras 204, 204' est en appui sur l'autre extension de façon à délimiter deux orifices 206 et 207 destinés à laisser passer le mélange de caoutchouc pendant le moulage pour mouler deux ponts de liaison reliant les parois principales opposées de l'incision moulée avec ledit élément moulant. Le montage des bras 204 et 204' sur les extensions 231, 232 est réalisé de manière que, en fin de démoulage, lesdits bras viennent en appui sur des portées 210, 210' inclinées par rapport à la direction de moulage/démoulage pour limiter le mouvement de rotation d'ouverture et faciliter ainsi la remise en place desdits bras dans la configuration de moulage au moment de la pénétration de l'élément moulant dans le mélange non vulcanisé. La figure 5 montre, vue en coupe, une autre variante d'élément moulant 301 selon l'invention montée sur un moule 310 de façon à ce que la partie d'ancrage 302 soit liée audit moule et que la partie moulante303 dudit élément fasse saillie sur la surface de moulage 311 dudit moule. La partie moulante 303 comporte deux extensions 331 et 332 pour mouler une découpure dont les parois sont reliées par un pont de liaison moulé dans l'orifice 306. L'extension 331 est pourvue d'un bras 304 monté libre en rotation autour d'un axe 305 perpendiculaire à la direction de démoulage/moulage de l'élément moulant (cette direction est repérée par la flèche X et s'étend dans le présent exemple dans une direction perpendiculaire à la surface de moulage 311). Dans la configuration de moulage représentée, le bras304 porté par l'extension 331 présente une paroi d'extrémité 315 qui est partiellement en contact avec une paroi -8- latérale 316 de l'autre extension 332 de manière à délimiter l'orifice 306 destiné au moulage du pont de liaison reliant les parois opposées de la découpure moulée par l'élément moulant 301. En outre, le bras mobile en rotation 304 présente une géométrie adaptée pour faciliter le démoulage. Pour cela, et vu dans le plan de coupe représenté, le profil rectiligne 312, du bras 304, le plus éloigné de ladite surface de moulage 311 est prolongé de part et d'autre par des profils courbes 313 et 314 appropriés pour que, pendant le démoulage, la rotation dudit bras ne soit pas empêchée par le mélange environnant, en réduisant le plus possible les efforts dudit bras contre le mélange formant la bande de roulement moulée. Sur la figure 6, montrant le même élément moulant 301 en fin de démoulage, on constate que sous l'action du pont de liaison moulé dans l'orifice 306 le bras mobile a tourné autour de l'axe 305 pour permettre alors l'extraction complète dudit élément moulant sans rupture dudit pont de liaison. Des moyens, comprenant une lumière 307 réalisée sur la partie du bras mobile 304 montée sur l'extension 311 et un axe 308 fixé dans ladite extension 311, sont prévus pour limiter le mouvement de rotation au cours de l'extraction de l'élément moulant 301 de façon ensuite à faciliter la fermeture de l'élément moulant sous l'action du mélange pendant l'introduction dudit élément moulant dans une nouvelle bande à mouler (pour retrouver la configuration de moulage de la figure 5). La figure 7 montre une coupe d'une pièce de moule 410 présentant une surface de moulage 410' et pourvue de deux nervures 411 et 412 formant deux éléments de relief s'étendant sensiblement dans une même direction pour le moulage de deux rainures dans une bande de roulement. Sur cette même pièce de moule, une lame mince 413 constituant un troisième élément de relief est ancrée dans la pièce de moule et les nervures 411, 412 à ses deux extrémités; cette lame 413 s'étend dans une direction transversale par rapport à la direction des nervures 411, 412. Cette lame 413 est fixée à la pièce de moule et aux nervures, dans l'exemple présenté, au moment de la coulée de celle-ci. Cette lame 413 présente deux faces principales planes (seule la face avant est visible sur la figure 7) pour mouler les parois principales d'une incision, lesdites faces étant limitées par une -9- face d'extrémité dont la géométrie, vue en coupe sur la figure 7, délimite deux encoches 414 et 415 pour laisser passer le mélange constituant la bande de roulement. Sur chaque nervure411, 412, un bras sous la forme d'une lame 416, 417 est monté mobile en rotation autour d'un axe 420, 421, lesdites lames ayant la même épaisseur que la lame 413 ancrée dans la pièce de moule 410. Chaque lame 416, 417 est montée à l'intérieur d'un logement approprié prévu sur chacune des nervures. Ces deux lames mobiles en rotation, représentées en traits pleins dans la configuration de moulage, ont leurs faces d'extrémité en appui partiel contre la face d'extrémité de la lame 413 de façon à former un élément moulant pour le moulage d'une incision unique dont les parois principales sont reliées par des ponts de liaison moulés dans les deux orifices 418, 419 délimités par la lame fixe 413 et les lames mobiles 416, 417. Après moulage et sous l'action des ponts de gomme moulés dans les orifices, les lames mobiles vont tourner autour de leur axe de pivot respectif, comme représenté en traits pointillés sur cette même figure, pour permettre le démoulage sans rupture des ponts de liaison moulés. La pièce de moule décrite permet de mouler une incision débouchant latéralement dans des rainures et dont les parois principales sont reliées par deux ponts de liaison tout en maintenant une continuité du volume de l'incision. Bien entendu, le moule selon l'invention peut être aisément adapté pour mouler par exemple une incision située en totalité sous la surface de roulement de la bande de roulement à l'état neuf (c'est-à-dire ne débouchant pas sur cette surface); dans ce cas, le ou les bras mobiles en rotation sont entièrement situés à une distance strictement supérieure à zéro par rapport à la surface de moulage dudit moule et viennent en appui l'un sur l'autre par exemple. - 10- REVENDICATIONS 1 - Élément moulant (1, 101, 201, 301) destiné à équiper une pièce d'un moule de moulage d'une bande de roulement en caoutchouc pour mouler une découpure ayant ses parois principales reliées par au moins un pont de liaison en mélange de caoutchouc, cet élément moulant comportant une partie d'ancrage (2, 102, 202, 302) prolongée par une partie moulante (3, 103, 203, 303), la partie d'ancrage étant destinée à être fixée à une pièce de moule, la partie moulante, destinée à faire saillie sur la face de moulage de ladite pièce, comportant au moins deux extensions (31, 32; 131, 132; 231, 232; 331, 332) dont les faces sont destinées au moulage des parois de la découpure, l'une au moins de ces extensions comprenant au moins un bras (4, 104, 204, 204', 304) monté mobile en rotation par rapport à ladite extension, l'élément moulant étant caractérisé en ce que, dans la position de moulage, au moins un bras mobile est en appui sur au moins une autre extension du même élément moulant pour délimiter au moins un orifice (6, 106, 107, 206, 207, 306) traversant l'élément moulant et destiné au moulage d'un pont de liaison. 2 - Élément moulant (1, 101, 201, 301) selon la revendication 1 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour limiter l'angle maximal de rotation de chaque bras mobile (4, 104, 204, 204', 304) au moment du démoulage de façon à faciliter le retour dans la position de moulage lors de la pénétration dudit élément moulant dans une bande en mélange de caoutchouc non encore vulcanisée. 3 - Élément moulant (1, 101, 201, 301) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que des moyens de rappel élastiques sont prévus pour faire tourner les bras mobiles (4, 104, 204, 204', 304) afin de retrouver la position de moulage après démoulage. 4 - Elément moulant (1, 101, 201, 301) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que des moyens de retenue sont en outre prévus pour maintenir les bras mobiles (4, 104, 204, 204', - 11 - 304) en rotation dans la position de moulage, lesdits moyens étant efficaces jusqu'à un niveau d'effort déterminé. - Pièce d'un moule (310) d'une bande de roulement pour pneumatique comportant au moins un élément moulant (1, 101, 201, 301) selon l'une des revendications 1 à 4. 6 - Pièce d'un moule (410) d'une bande de roulement pour pneumatique pourvue d'une face de moulage (410') et pouvant être déplacée suivant une direction X de moulage /démoulage, cette pièce de moule comportant au moins deux éléments de relief (411, 412, 413) faisant saillie sur la face de moulage de la pièce de moule, l'un au moins desdits éléments de relief comprenant un support (411, 412) portant au moins un bras (416, 417) monté mobile en rotation par rapport audit support, la pièce de moule étant caractérisée en ce que: dans la configuration de moulage, au moins un bras (416, 417) monté mobile en rotation sur un élément de relief est en appui sur un autre élément de relief(413) pour former au moins un orifice (418, 419) destiné au passage de mélange de caoutchouc pendant le moulage d'une bande de roulement. 7 - Pièce d'un moule (410) selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'un élément de relief (411, 412) comportant au moins un bras (416, 417) monté mobile en rotation coopère avec un autre élément de relief (413) pour mouler une découpure dont les parois principales sont reliées par au moins un pont de liaison en mélange de caoutchouc, au moins un bras mobile étant à une distance strictement supérieure à zéro de la face de moulage (410') de la pièce de moule. 8 - Pièce d'un moule (410) selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce que des moyens de rappel élastiques sont en outre prévus afin d'imposer à chaque bras mobile (416, 417) de retrouver sa position dans la configuration de moulage après chaque nouveau moulage d'une bande de roulement.