Brevet FR2137904A1 — publié le 19721229

i 2137904 La présente invention concerne des carcasses de pneumatiques renforcées et leur fabrication, et elle vise en particulier un procédé nouveau et perfectionné de fabrication d'une carcasse de pneumatique par jonction de plusieurs sections formées au préalable. 5 On a proposé dans plusieurs brevets (voir par exemple les brevets américains n° 2.497.226, 3.427.213 et 3.458.373) de produire des carcasses de pneumatiques en formant le pneumatique en deux moitiés comprenant chacune un flanc et une portion de la bande de roulement annulaire et en réunissant les deux moitiés de pneumatique ensemble. L'une des raisons pour lesquelles on forme le pneumatique de cette manière est qu'on veut éviter la tâche laborieus consistant à former des plis multiples, de ceintures et/ou de câblés en fibre.3 de renforcement imprégnées d'un élastomère autour d'un tambour destiné à la confection du pneumatique, à retirer la bande 15 ainsi formée du tambour et à la remettre en forme pour lui donner la forme, torique du pneumatique terminé. Comme on l'a mentionné dans la technique antérieure, non seulement les procédés de production de pneumatiques classiques de ce type sont coûteux, car ils exigent des appareils coûteux et doivent être mis en oeuvre par 20 des ouvriers extrêmement expérimentés, mais encore, de façon trop fréquente, le procédé de production détermine une déformation, un étirage et/ou une ondulation des matériaux de renforcement, ce qui donne un pneumatique affaibli ou inutilisable. Un problème principal rencontré dans la formation d'un pneumatique en deux sections 25 réside dans la jonctior sûre des sections l'une à l'autre. Des procédés de fabrication de pneumatiques de ce type, conformes à la technique antérieure, ont été incapables de donner un pneumatique avec une structure de renforcement qui possède l'intégrité de structure des pneumatiques obtenus par les procédés classiques. 30 La présente invention a pour objet un procédé nouveau, perfectionné et moins coûteux, de fabrication d'un pneumatique pour véhicules en deux sections ou en plus de deux sections, et de jonction des sections l'une à l'autre de manière à obtenir une structure de pneumatique intégrée solide. 35 Conformément à l'invention, dans le procédé décrit, chaque section de pneumatique comprend plusieurs bandes annulaires dans lesquelles sont noyés les matériaux renforçants et ces bandes sont imbriquées et unies les unes aux autres de manière que les matières de renforcement des sections se chevauchent partiellement. 40 Selon une autre caractéristique de la présente invention, 72 17302 2 2137904 on a conçu un procédé "tel qu'on vient de le décrire dans lequel le pneumatique est fait de trois sections comprenant deux sections latérales sensiblement identiques et une section médiane de connexion, qui comprennent toutes des bandes renforcées annulaires, 5 se recouvrant partiellement et imbriquées les unes dans les autres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. La présente invention est donc relative à un procédé comprenant les diverses opérations ainsi que la relation et l'ordre 10 d'une ou plusieurs de ces opérations par rapport à chacune des autres, ainsi que le produit possédant les caractéristiques, les propriétés et la relation des constituants, qu'on va expliquer à titre d'exemple dans la description détaillée qui va suivre. On comprendra mieux la nature et les caractéristiques 15 de l'invention à la lecture de la description détaillée ci-après qu'on a faite en se référant au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe d'un pneumatique formé selon le procédé de la présente invention en raccordant au moins deux sections renforcées et formées à l'avance; 20 la figure 2 est une vue en perspective avec coupe partielle d'une variante du pneumatique de la figure 1, cette vue illustrant le procédé de fabrication du pneumatique en deux sections formées à l'avance; la figure 3 est une vue en perspective avec coupe 25 partielle montrant le mode de production d'une structure de renforcement pour des sections de pneumatiques formées à l'avance; la figure 4 est une vue en perspective d'une portion d'une structure de renforcement fibreuse obtenue par le procédé de la figure 3; 30 la figure 5 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un pneumatique obtenu en raccordant au moins trois sections renforcées et formées à l'avance; la figure 6 est une vue en perspective avec coupe partielle illustrant les sections formées à l'avance du pneumatique 35 de la figure 1 et leur mode d'assemblage; la figure 7 est une vue en coupe montrant le moulage d'une seetion de pneumatique formée à l'avance. On va maintenant se reporter \ la figure 1 du dessin annexé sur laquelle on a représenté un pneumatique fabriqué selon 40 la présente invention. Le pneumatique représenté est typique de 72 17302 3 2137904 20 ceux qui sont couramment utilisés et il possède une structure généralement torique, avec une section transversale dont la configuration rappelle un fer à cheval. Le pneumatique comprend de façon générale deux flancs désignés par 10, ayant chacun une configu-5 ration curviligne et s'étendant radialement vers l'extérieur à partir d'un talon circulaire intérieur renforcé 12 destiné à porter contre la jante d'une roue sur laquelle le pneumatique est monté. Les deux flancs sont raccordés par une section de support 14 servant de support pour la bande de roulement qui l'entoure. La car-10 casse est faite d'un élastomère vulcanisé comme du caoutchouc naturel ou synthétique ou d'un polymère comme du polyuréthane, élastomère dans lequel sont noyés plusieurs constituants renforçants sous forme de fibres, de cordons, de tissus tissés ou tricotés et/ou d-e fils, ;es composants étant faits de divers matériaux tels qu'un 15 métal, des fibres minérales, comme des fibres de verre et des fibres organiques aussi bien naturelles que synthétiques telles que du coton, de la rayonne et du Nylon. Dans une carcasse de pneumatique typique telle que celle qui est représentée, les composants renforcés comprennent des tringles faites d'un fil toronné, désigné par 16, noyé dans chacun des talons 12. Les flancs 10 sont habituellement renforcés avec un tissu 18 qui peut être tissé ou tricoté, uun tissu tissé étant préféré et son utilisation étant notablement simplifiée par le procédé de l'invention. Le tissu est de préférence tissé (ou tricoté) de 25 façon lâche pour faciliter son imprégnation par 1'élastomère et son enrobage dans ce dernier, et ce tissu peut se présenter sous la forme d'un manchon continu et/ou de bandes qui se chevauchent partiellement et sont enroulées en hélice ou de façon radiale,, ces bandes pouvant s'étendre à partir du talon 12, où elles peuvent 30 entourer la tringle 16, s'étendre dans les flancs 10 et passer dans la section annulaire 14. Des ceintures de renforcement annulaires sans fin 20, également faites d'un tissu tissé, sont noyées dans une section de support annulaire 14 s'étendant au-dessous de 1'élastomère dans lequel est formée la section de support de la 35 bande de roulement. Le procédé habituel de production d'une enveloppe de pneumatique consiste tout d'abord à tisser et/ou tricoter les composants de renforcement fibreux qui sont habituellement sous forme de bandes inextensibles dans le cas de tissus tissés et de 40 manchons tricotés pouvant être déformés dans deux directions. Les 72 17302 4 2137904 tissus de renforcement de base sont ensuite imprégnés et/ou revêtus d'un élastomère qu'on durcit par congélation ou par vulcanisation partielle mais suffisante pour permettre l'assemblage, l'enroulement, etc.., des tissus renforçants imprégnés d'élastomère 5 en vue d'obtenir une structure de renforcement. Comme on le notera, la forme de cette structure de renforcement est très complexe de sorte que sa fabrication, son assemblage et sa mise en forme représentent la partie du procédé de fabrication du pneumatique qui est la plus difficile, la plus coûteuse et également la plus 10 longue et la plus onéreuse au point de vue main-d'oeuvre, et qui est également la partie la plus critique du procédé, parce que la résistance mécanique, l'intégrité et le comportement du pneumatique dépendent de la structure de renforcement. Le procédé de fabrication de l'invention rend possible 15 l'assemblage et la mise en forme de cette structure de renforcement par des procédés qui sont sensiblement moins coûteux que les procédés couramment utilisés. Le procédé de l'invention exige une main-d'oeuvre peu importante ou nulle et peut être exécuté par une installation automatique tout en donnant un produit de qualité 20 plus uniforme et plus satisfaisant. La production de la structure de renforcement en deux sections ou plus de deux sections rend inutile de modifier notablement la configuration d'une structure de renforcement préformée quand on la place dans le moule dans lequel le pneumatique est formé et vulcanisé, opération particuliè-25 rement difficile au cours de laquelle le pneumatique acquiert la plus grande partie de ses défauts. Le procédé de fabrication de l'invention procure également l'avantage supplémentaire très important d'une jonction ou assemblage plus solide des structures de renforcement préformées sous forme d'un tout possédant l'inté— 30 grité de structures qu'on ne trouvait jusqu'ici que dans les pneumatiques formés par des procédés classiques. Les pneumatiques représentés sur les figures 1 et 2 comprennent chacun deux sections renforcées faites d'éléments renforçants imprégnés d'un élastomère et moulés au préalable avant 35 leur assemblage mutuel. Le pneumatique de la figure 1 est un pneumatique en trois sections comportant deux sections renforcées moulées au préalable constituant les flancs, une section annulaire 14 supportant la bande de roulement et une portion annulaire 22 de bande de roulement constituée sous forme d'une partie annulaire 40 distincte faite d'un élastomère, qui s'engage autour de la section 72 17302 5 2137904 annulaire 14 et est unie à celle-ci. La bande de roulement est formée dans les portions 22 pendant ou après les opérations finales de moulage et de vulcanisation au cours desquelles les sections du pneumatique sont unies les unes aux autres. Les deux sections ren— 5 forcées représentées séparément sur la figure 2 comprennent chacune un flanc 10, un talon 12 et au moins deux bandes annulaires 24 comprenant chacune de préférence une courroie 20, Chacune des bandes 24 possède une dimension axiale légèrement inférieure à celle de la section 14 et les bandesde chaque section ont une épaisseur et un 10 écartement identiques pour permettre l'imbrication représentée sur la figure 1, Le pneumatique de la figure 2 est illustré comme étant formé en deux sections comprenant chacune une partie de la portion annulaire 22 formée sur la bande extérieure 24 de l'une des sec-15 tions de pneumatique et écartée de la bande extérieure de l'autre section pour que la bande de la première section puisse être prise entre elles dèux. Les couches relativement épaisses d1élastomère constituant les deux parties de la portion de roulement annulaire 22 20 sont formées avec des bords conçus pour porter l'un contre l'autre. Afin d'obtenir une structure plus résistante et plus unitaire, chacun de ces bords comporte des indentations 26 pouvant coopérer avec des saillies 28 qui se comportent comme des organes de verrouillage tout en augmentant la longueur des surfaces à l'endroit 25 desquelles les bords sont réunis. Les deux sections renforcées de pneumatique peuvent être assemblées en enroulant des bandes d'un matériau tissé de renforcement, imprégné d'un élastomère et/ou revêtu d'un élastomère, autour d'un mandrin torique 30 tel que représenté sur la figure 3t 30 puis en coupant la structure de renforcement en deux sections 32 comme représenté sur la figure 4, chacune de ces sections ayant une forme semi-circulaire en coupe transversale. Les bandes de renforcement peuvent être enroulées radialement ou en spirale par un appareil dont le fonctionnement est automatique. Le mandrin autour 35 duquel les bandes sont enroulées peut avoir une forme correspondant à celle du pneumatique terminé, de manière que la remise en forme des structures de renforcement préformées soit faible ou nulle. Pendant ce procédé, le tissu de renforcement peut également être replié ou enroulé autour des tringles 16. 40 Chaque section 32 est ensuite disposée dans un moule de 72 17302 6 2137904 forme appropriée comme représenté sur la figure 7 en même temps qu'une tringle 16, des bandes 32 et lrélastomère supplémentaire qui peut être nécessaire, en vue de préformer la section de pneumatique. Un moule typique illustré sur la figure 7 comprend deux 5 sections 60 et 62 délimitant une cavité dont les surfaces internes ont une forme complémentaire de la configuration de la section de pneumatique préformée désirée. Ce procédé de moulage par préformage comprend l'application de pression pour former la section de pneumatique et un transfert de chaleur à 1'élastomère ou à partir 10 de celui-ci en vue de le durcir, soit par vulcanisation partielle, soit par congélation, pour faciliter la manutention et les opérations ultérieures d'assemblage. Un durcissement partiel par application de chaleur et de pression est préféré. Les opérations finales d'assemblage, de moulage et de 15 vulcanisation sont en majeure partie d'un type classique et diffèrent de la pratique usuelle précisément en ce qui concerne les structures renforçantes partiellement vulcanisées introduites dans le moule. Les sections, au nombre de deux ou davantage, sont disposées dans le moule final, les bandes sont imbriquées et les sec-20 tions sont soumises à la chaleur et à la pression pour vulcaniser 1'élastomère tout en unissant les sections pour former une unité intégrale. Immédiatement avant l'assemblage des sections de pneumatique dans le moule final, ou bien après cet assemblage, on peut ajouter des additifs tels que des agents vulcanisants et un élasto-25 mère liquide supplémentaire ou bien appliquer ces produits aux sections de pneumatique pour favoriser la vulcanisation et l'adhérence mutuelle des sections. La structure et la fabrication d'un pneumatique fait de trois sections préformées sont illustrées sur les figures 5 et 30 6. Le pneumatique comprend deux sections latérales 36 qui sont sensiblement identiques et une section de raccordement latéralement symétrique désignée par 38, qui est unie aux sections latérales. Chacune des sections latérales 36 comprend un flanc 40, un talon 42 dans lequel est noyée une tringle métallique 16 et trois bandes 35 annulaires 44, espacées radialement, dont la dimension axiale est légèrement inférieure à la moitié de la largeur de la bande de roulement. Les sections latérales 36 sont formées dans un moule comme représenté sur la figure 7; dans cette opération, on place dans le moule les sections de renforcement 32, imprégnées d'un 40 élastomère, en même temps que des bandes ou courroies de renforce 72 17302 7 2137904 ment annulaires 46, une tringle 16 et une quantité supplémentaire requise d'élastomère, puis on chauffe et on applique une pression pour vulcaniser partiellement 1'élastomère. Du fait que les sections 36 sont identiques, elles peuvent être faites dans le même moule. 5 La section de raccordement 38 comprend trois bandes annu laires 48 composées chacune d'une courroie annulaire sans fin 50, dont la largeur est légèrement inférieure à celle de la bande de roulement, ces bandes étant noyées dans la section 38. L'espacement radial entre les bandes 48 est égal à l'épaisseur des bandes 44 10 des sections latérales 36 et ces bandes 48 sont réunies par une âme radiale 52 en élastomère. On assemble les sections latérales 36 avec la section de raccordement 38 dans un moule, les bandes 44 étant imbriquées avec les bandes 48, puis on soumet les sections à la chaleur et à la 15 pression pour vulcaniser les sections de pneumatique tout en les réunissant les unes aux autres. La structure ainsi formée est douée d'une très grande solidité et résiste à la séparation en raison du chevauchement des bandes et des courroies qui y sont noyées et du fait que les courroies de la section de connexion s'étendent 20 sur la presque totalité de la largeur de la bande de roulement annulaire. Le pneumatique représenté figures 5 et 6 peut être fabriqué en quatre sections, la quatrième section étant une section de roulement annulaire 54 dans laquelle les bandes de roulement sont 25 formées. La section 54 est initialement fabriquée sous forme d'une couronne distincte en élastomère et est introduite dans le moule pendant l'opération finale de moulage au cours de laquelle la section de -roulement est raccordée à la surface périphérique de la section de raccordement 38. Dans une variante, l'épaisseur ou 30 couche supplémentaire d'élastomère servant à former la bande de roulement peut constituer une couche sur la bande extérieure 48 de la section de raccordement pendant le moulage de préformage de cette dernière. Comme on l'a déjà souligné, on exécute l'opération de 35 moulage finale de la manière habituelle à l'aide des techniques et des appareils bien connus dans le moulage des pneumatiques. Les sections de pneumatique sont assemblées dans un moule, habituellement en deux sections, délimitant une cavité dont la surface intérieure correspond à la configuration qu'on désire donner à la 40 surface extérieure du pneumatique terminé, y compris la bande de 72 17302 8 2137904 roulement et le-: sculptures ou marques que doivent montrer les flancs. Le moule comprend un mandrin gonflable qui peut avoir la forme d'un sac de forme torique conçu pour être introduit à l'état aplati dans le pneumatique et pour être ensuite gonflé 5 pour comprimer les sections préformées du pneumatique contre les parois de la cavité du moule. La surface de roulement périphérique peut être plate ou bombée selon la forme de la cavité du moule. Pour faciliter sa formation quand elle est bombée, on peut donner à la section de roulement 52 une surface périphérique concave grâce 10 à laquelle les bandes imbriquées peuvent prendre une courbure convexe par vulcanisation quand elles sont soumises à une pression exercée vers l'extérieur au cours de l'opération de moulage finale. Il ressort de ce qui précède que le nouveau procédé de fabrication de pneumatiques selon la présente invention, qui 15 consiste à imbriquer des portions renforcées annulaires de sections de pneumatique assure l'obtention d'une jonction plus solide entre ces sections ainsi que d'une résistance mécanique plus élevée de la section de support du pneumatique qui raccorde les flancs de ce dernier, tandis que le pneumatique lui-même possède la résistance 20 mécanique, l'intégrité de structure et la durée qu'il était jusqu'ici impossible d'obtenir en assemblant des sections préformées pour constituer un pneumatique. - Il est entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre indicatif et non limitatif et qu'on peut y appor-25 ter diverses modifications sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 72 17302 9 2137904 REVENDICATIONS 1» Pneumatique renforcé pour véhicules automobiles caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison, au moins deux sections comprenant chacune un flanc, plusieurs bandes annu-5 laires et des éléments renforçants noyés dans les flancs et dont un bord au moins constitue l'extrémité desdites bandes annulaires, les bandes annulaires de chacune des sections étant imbriquées et réunies aux bandes annulaires d'une autre section de pneumatique pour constituer une section annulaire destinée à supporter une 10 bande de roulement, et aine bande de roulement faite dudit élastomère et supportée par ladite section annulaire que constituent les bandes précitées imbriquées et unies entre elles. 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments renforçants précités comprennent des 15 courroies qui se chevauchent partiellement et qui sont noyées dans les bandes précitées, les bandes desdites sections de pneumatique ayant des dimensions axiales qui dépassent la moitié de la dimension axiale du pneumatique et étant imbriquées et réunies les unes aux autres pour former ladite section annulaire sur laquelle est 20 supportée la bande de roulement, les dimensions axiales des bandes annulaires de ladite section de raccordement étant voisines de la dimension axiale de la bande de roulement. 3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des courroies annu- 25 laires noyées dans lesdites bandes des sections précitées du pneumatique, ces bandes étant imbriquées les unes dans les autres et réunies ensemble pour former ladite section annulaire sur laquelle est supportée la bande de roulement. 4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 30 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend une section de raccordement comportant des bandes annulaires renforcées et que lesdites bandes desdites sections mentionnées en premier sont imbriquées les unes dans les autres et unies aux bandes de ladite section de raccordement. 35 5. Procédé de fabrication d'un pneumatique renforcé pour véhicules automobiles selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à assembler des éléments renforçants imprégnés d'un élastomère avec au moins deux sections distinctes d'une carcasse de pneumatique comprenant chacune une paroi latérale renfor-40 cée et au moins une bande annulaire renforcée destinée à s'imbriquer 72 17302 10 2137904 avec une ou plusieurs bandes annulaires d'une autre section de ladite carcasse de pneumatique pour constituer la portion annulaire de cette carcasse, à assembler les sections de cette carcasse de pneumatique dans Tin moule de manière que les bandes annulaires de 5 chacune des sections soient imbriquées avec les bandes annulaires d'une autre section de ladite carcasse, et appliquer la chaleur et la pression aux sections de pneumatique placé dans le moule pour vulcaniser ledit élastomère et faire adhérer les bandes annulaires imbriquées les unes aux autres en vue de constituer un corps 10 de pneumatique unitaire comportant des parois latérales réunies par une portion annulaire comprenant des éléments renforçants et des bandes qui se chevauchent partiellement et qui sont mutuellement imbriquées. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le 15 fait qu'on forme la carcasse du pneumatique en deux sections conrore nant chacune un flanc et plusieurs bandes annulaires, ces bandes annulaires étant imbriquées les unes avec les autres et étant unies les unes aux autres, de manière à constituer ladite portion annulaire du corps de pneumatique sur laquelle est formée la bande de 20 roulement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'il consiste à former chacune desdites sections par moulage, à préformer une section de bandt de roulement annulaire dans un élastomère et à l'engager autour de 25 ladite portion annulaire avec laquelle on assure sa jonction, les bandes de roulement étant formées dans la section d bande de roulement précitée et les éléments renforçants comprenant; des tissus tissés, à assembler les éléments renforçants et à les comprimer dans un moule pour constituer l'une des sections et à noyer une 30 courroie de renforcement annulaire dans ledit élastomère de chacune des bandes annulaires. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'on forme chacune des sections de la carcasse de pneumatique avec une portion annulaire extérieure 35 comprenant une couche annulaire relativement épaisse d'un élastomèr dont un bord est conçu pour venir porter exactement contre le bord de ladite couche annulaire de l'autre section de pneumatique, les bords précités étant disposés en butée et étant unis l'un à l'autre pendant la vulcanisation de 1'élastomère, la couche annulaire préci 40 tée étant de préférence formée dans la couche annulaire extérieure 72 17302 ii 2137904 et les bords susvisés étant de préférence constitués avec des indentations et des saillies pouvant s'engager mutuellement les unes dans les autres. 9« Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 5 à 8, caractérisé par le fait qu'on forme la carcasse de pneumatique en trois sections au moins, à savoir deux sections latérales comprenant chacune un flanc et des bandes annulaires comprenant des éléments de renforcement et une section de connexion comprenant plusieurs bandes annulaires comportant chacune une 10 courroie de renforcement annulaire noyée dans ledit élastomère, lesdites bandes annulaires de ladite section de raccordement étant imbriquées avec les bandes annulaires des sections latérales ou flanc et étant unies avec ces bandes pour constituer ladite portion annulaire et une carcasse de pneumatique unitaire. 15 10, Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il consiste à former les sections latérales précitées dans des moules identiques ou sensiblement identiques, ladite section de raccordement étant latéralement symétrique, à noyer une courroie de renforcement annulaire dans ledit élastomère de 20 chacune des bandes annulaires des sections latérales précitées, et à préformer une section annulaire de bandes de roulement dans un élastomère, à engager cette section autour de la bande annulaire extérieure de la section de raccordement et à l'unir à ladite bande annulaire, et à former des bandes de roulement dans la 25 section dt- bande de roulement»