Brevet FR2299978A1 — publié le 19760903

a présente invention a pour objet un nouveau bandage pneumatique pour roues de véhicules et notamment un bandage pneumatique destiné à être utilisé sans chambre à air. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce bandage pneumatique. On connaît l'intérêt de revêtir la surface intérieure dlun bandage pneumatique, qui est celle de la couche la plus interne de la carcasse, généralement une carcasse radiale, d'une couche de surcharge qui peut avoir différents rôles tels que le mnintien en place des cablés de la carcasse au cours de l'opération de conformation du bandage pneumatique et au cours du roulage, ce qui évite l'affaiblissement de la structure de la carcasse et les risques de détérioration de la chambre à air au cours de fonctionnement, ou telsque la possibilité de chasser l'air,emprisonné au coniact de la surface interne du bandage lors de 11 opération de conformation de celui-ci, grâce à une structure appropriée de la surface libre de ladite nappe de surcharge, c'est-à-dire de-sa surface située du côté opposé à la carcasse. Cependant, le rôle essentiel de cette couche de surcharge tant pour les bandages destinés à être utilisés avec une chambre à air que pour ceux permettant une utilisation sans chambre à air est de constituer un écran pour le passage de l'air dans la structure de la carcasse. En effet, dans le cas de bandages utilisés sans chambre à air, l'air sous pression tend à s'infiltrer dans l'enveloppe et à provoquer, en raison des efforts auxquels celle-ci est soumise, des décollements entrainant une mise hors service prématurée. Cet inconvénient est d'autant plus prononcé que les pressions de gonflage sont plus élevées et que la température à laquelle travaille l'enveloppe est plus élevée, ce qui est le cas pour les bandages pneumatiques pour poids lourds.Dans le cas de bandages pneumatiques du type avec chambre à air, cet inconvénient est moins sensible, mais l'air emprisonné entre la chambre à air et l'enveloppe peut également s'infiltrer dans la carcasse. C'est donc dans le but de remédier à ces inconvénients essentiels que lton revêt la surface intérieure de la carcasse d'une couche de surcharge d'une matière caoutchoutéuse imperméable à l'air, par exemple en caoutchouc butyl, chiorobutyl ou bromobutyl. On a cependant constaté que, même dans le cas où l'on mettait en oeuvre une telle couche de surcharge, il se produisait des inclusions de bulles d'air dans ladite couche, lors de la formation de celle-ci par calandrage à partir d'une masse caoutchouteuse, et que ces inclusions étaient généralement distribuées d'une manière hétérogène, ce qui affaiblissait d'autant l'épaisseur utile de ladite couche en certaines zones locales, et que, de plus, les propriétés d'écran t au passage ultérieur des gaz se trouvaient amoindries de ce fait. Ces inconvénients ne sont aucunement éliminés par les différents types de couches de surcharge qui ont été antérieurement proposés, ni par les associations de type plus ou moins complexe de couches de surcharge qui sont déjà connues. On a par exemple déjà proposé de mettre en oeuvre deux couches superposées imperméables à l'air dans lesquelles on pratique, en vue de chercher à éliminer ltinconvénient précité, des perforations plus ou moins profondes, au moyen de cylindres de calandrage à picots, les emplacements de- ces perforations étant décalés d'une couche à l'autre pour préserver l'étanchéité de l'assemblage des deux couches. Ces moyens ne permettent cependant pas dLobtenir des couches de surcharge suffisamment exemptes dlair occlus, ces couches présentant toujours, après calandrage, des inclusions locales d'air, en raison du nombre forcément limité de perforations .Par ailleurs, la solution proposée,quit en oeuvre une arle spire de l'assemblage des deux couches précitées, entraine la nécessite de prévoir une zone de raccordement des deux bords d'extrémité dudit assemblage, cette zone constituant un point faible en ce qui concerne les propriétés de résistance au passage des gaz, en raison d'une diminution d'épaisseur de l'assemblage à ce niveau, inconvénient que l'on a tenté de combattre par la mise en place d'un couvre-joint qui présente cependant l'inconvénient d'apporter une hétérogénéité locale de structure et de créer un balourd. La structure de bandage pneumatique de la présente invention Xerétderémédier à l'ensemble des inconvénients précités. te bandage pneumatique selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte , appliqué sur la surface intérieure de l'enveloppe dudit bandage, une structure de surcharge constituée d'un ensemble d'au moins deux couches vulcanisées comprenant une première couche en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synthétique à bon pouvoir d'adhérence et une seconde couche en caoutchouc synthétique imperméable aux gaz, cet ensemble formant plus d'une spire sur ladite surface intérieure. Par mise en oeuvre des moyens précités, l'air occlus dans la masse caoutchouteuse des couches de surcharge ne se rassemble plus à l'interface que lesdites couches forment entre elles ou à 1'interface couche de surcharge interne -carcasse comme cela est le cas lorsqu'on utilise deux couches de surcharge dans une matière caoutchouteuse imperméable à l'air, et tout risque de décollement des différentes couches de surcharge est évité, de plus on supprime toute possibilité d'affaiblissement local des propriété d'imperméabilité à l'air, étant donné qu'il n'y a plus de jonction bord à bord des deux bords extrêmes de la nappe en roulée; en outre, quel que soit le nombre de spires formées par cette nappe enroulée, on bénéficie des propriétés d'adhérence exceptionnelles du caoutchouc naturelbu de tout caoutchouc synthétique usuel,autre que les caoutchouc du type butyl à forte propriété d'imperméabilité à l'air, formant la première couche précitée, vis à vis du caoutchouc synthétique imperméable à l'air , type butyl, formant la seconde couche de l'ensemble précité. Belon un mode de réalisation préféré de l'invention, llen- semble précité forme au moins deux spires superposées sur la sur- face intérieure de l'enveloppe, et, de la manière la plus avantageuse, substantiellement. deux spires superposées sur ladite surface intérieure. On conçoit que ces dispositions sont celles qui correspondent à une efficacité mxwmnleSet, en ce qui concerne la forme davantage prefdre,correspondant substantiellement à deux spires superposées, à la plus grande uniformité d'épaisseur de la structure de surcharge. Dans l'enroulement des deux couches formant l'ensemble précité, la couche située au contact de la surface intérieure de l'enveloppe peut être soit la première couche, en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synùiétiqua à bon pouvoir d'adhérence, soit la seconde couche, en caoutchouc synthétique imperméable aux gaz ; de préférence cependant, la couche en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe, c'est-à-dire avec la nappe de carcasse la plus interne lorsqu'il s'agit d'une enveloppe comportant une carcasse, est la première couche précitée; dans ce cas, on obtient des propriétés d'adhérence maximales de la structure dé surcharge de la présente invention. Le caoutchouc synthétique imperméable aux gaz, notamment à l'air est choisi parmi toute matière caoutchouteuse connue comme ayant ces propriétés, par exemple, le caoutchouc butyl - (copoly mère d'isobutylène et d'isoprène) ou ses dérivés, tels que le caoutchouc cblorobutyl ou le caoutchouc bromobutyl, ou les mélanges élastomères contenant de tels caoutchouc8 en association éventuelle avec d'autres polymères naturels ou synthétiques. Dans le cas d'un bandage pneumatique du type sans chambre à air, la structure de surcharge selon la présente invention est nécessairement rabattue autour des talons de l'enveloppe, pour éviter tout risque de diffusion de l'air à travers l'enveloppe, au voisinage des talons, les bords latéraux de ladite structure de surcharge étant de préférence recouverts par les flancs du bandage pneumatique.Ces particularités sont bien connues dans le cas de la mise en oeuvre d'une seule couche de surcharge et n' ont pas besoin d'être développées ici, Dans le cas d'un bandage pneumatique du type comportant une chambre à air, les bords latéraux de la structure de surcharge de la présente invention pourront etre ou non rabattus autour des talons de l'enveloppe elle-m8me; de préférence, ladite structure de surcharge s'étendra au moins jusqu'au voisinage des talons, côté interne de l'enveloppe. te bandage pneumatique précité est de préférence fabriqué par le procédé classique de fabrication des bandages pneumatiques à carcasse radiale qui consiste à confectionner la carcasse sur une forme cylindrique de diamètre égal à celui des talons, puis à donner à cette carcasse une conformation toroldale, à la suite de quoi on complète ou on procède à l'adaptation des autres parties constitutives de l'enveloppe si celle-ci n'est pas terminée ou n'a pas été faite avant ladite conformation, puis on effectue le traitement de vulcanisation.Pour la fabrication du bandage pneumatique de l'invention par ce procédé, on préparera tout d'abord la structure de surcharge conforme à l'invention en pressant une première couche de caoutchouc brut naturel ou synthétique, vulcanisable mais non vulcanisé, sur une seconde couche en caoutchouc synthétique, imperméable aux gaz, vulcanisable mais non vulcanisée ou seulement partiellement vulcanisée, et on enroulera l'ensemble ainsi obtenu sur la forme cylindrique précitée, généralement connue sous le nom de poulie de confection ou tambour de confection, en formant plus d'une spire, à la suite de quoi on construira, sur l'ensemble enroulé ainsi formé, de façon en soi connue et rappelée plus haut, la carcasse et les autres parties du bandage pneumatique, avant de procéder à la vulcanisation finale. Bien entendu, si la structure de surcharge est du type destiné au rabattement de ses bords latéraux autour des talons, cette opération de rabattement sera effectuée, de façon en soi bien connue, lors de la conformation de la carcasse. D'autres caractéristiques, buts ou avantages de la présente invention paraitront au cours de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels; - la figure 1 représente une vue en demi-coupe transversale d'une enveloppe de bandage pneumatique conforme à la présente invention; - la figure 2 représente une vue en section transversale suivant II-II de la figure 1 de la structure de surcharge dudit bandage, dans le cas où ladite structure comporte deux spires; - la figure 3 représente une vue en section transversale suivant III-III de la figure 1 de la structure de surcharge dudit bandage, dans le cas où ladite structure comporte un peu plus d'une spire; - la figure 4 est une vue en coupe transversale partielle, selon IV-IV de la figure 2, de la structure de surcharge de cette dernière figure;; - la figure 5 est une vue en coupe transversale partielle, suivant V-V de la figure 3, de la structure de surcharge de cette dernière figure0 - la figure 6 représente, à titre de comparaison, une vue en section transversale selon le plan équatorial d'un bandage pneuma tique, d'une structure de surcharge de l'art antérieur; et - La figure 7 représente une vue en coupe, selon VII-VII de la figure 6, de cette structure de surcharge de l'art antérieur, après confection du bandage pneumatique correspondant0 On voit sur la figure 1 une enveloppe de bandage pneumatique comprenant une carcasse 1, des talons 2a et 2b, une bande de rou liement 3 et des flancs 4a et 4b; la surface intérieure de la carcasse 1 est revenue de la structure de surcharge 5, dont la structure, caractéristique de la présente invention, sera décrite ciaprès en référence aux figures 2 à So On remarque que, dans le cas illustré par la figure 1, cette structure de surcharge 5 est rabattue autour des talons, respectivement 2a et 2b, et que les bords latéraux 5a et 5b de cette structure de surcharge sont insérés sous les flancs 4a et 4b, respectivement; des bandelettes anti-usure 13a et 13b sont adaptées sur les cotés externes des bords rabattus de la structure de surcharge 5, comme représenté0 Dans l'exemple illustré par la figure 1, la structure globale de ce bandage pneumatique est parfaitement appropriée à un emploi sans chambre à air bien entendu, dans le cas di l'enveloppe de bandage pneumatique de la figure 1 doit être employée en liaison avec une chambre à air, la structure globale telle qu'illustrée par la figure 1 peut être mise en oeuvre ; cependant, dans ce dernier cas, on peut aussi se passer du rabattement de la structure de surcharge 5 autour des talons 2a et 2b, les bords latéraux de la structure de surcharge 5 ne pouvant alors plus être serrés contre lesdits talons et le rebord de la jante, comme cela est le cas pour la structure illustrée par la figure I En se reportant aux figures 2 à 5, on voit que la structure de surcharge est formée d'un ensemble de deux couches superposées référencées 6 et 7, cet ensemble étant enroulé de façon à former substantiellement-deux spires dans le cas des figures 2 et 4 et un peu plus d'une spire dans le cas des figures 3 et 5. La couche 6 est en caoutchouc naturel ou en un caoutchouc synthétique à bon pouvoir d'adhérence, tandis que la couche 7 est en un caoutchouc syn- thétique imperméable agaz, notamment à l'air, par exemple en caoutchouc butyl, chiorobutyl ou bromobutyl et de relativement Zinzins bonnes propriétés d'adhérence0 Ces deux couches ont été soumises à un traitement de vulcanisation, lors de la conformation de ltenve- loppe du bandage pneumatique, alors qu'elles étaient déjà en contact réciproque d'une part et au contact de la surface intérieure de la carcasse 1 d'autre part.De préférence, l'assemblage des deux couches 6 et 7 a été réalisé à part, en pressant la couche 6, de préférence en caoutchouc naturel non vulcanisé, et par conséquent douée d'un bon pouvoir collant, contre la couche 7 de caoutchouc imperméable aux gaz, cette couche étant alors soit à l'étant non vulcanisse, soit éventuellement sous un état partiellement vulcanisé dans la mesure où sa survulcanisation pourra être évitée lors de la vulcanisation de l'ensemble de la structure du bandage pneumatique; bien entendu les matériaux élastomères mis en oeuvre wu constituer lesdites couches sont des compositions vulcanisables contenant les ingrédients nécessaires à leur vulcanisation. On remarque que, dans le mode de réalisation de la figure 2 la couche de caoutchouc naturel ou synthétique à bon pouvoir d ' adhe- rence se trouve directement placée contre la surface intérieure de la carcasse 1, tandis que c'est l'inverse qui se produit dans le mode de réalisation de la figure 3. le premier cas correspond ai mode de réalisation préféré de la présente invention étant donné qu'il correspond aux meilleures conditions d'adhésion de la structure de surcharge sur la carcasse. Cosse illustré par les figures 4 et 5, il ne se produit aucune poche d'air entre les différentes nappes formant la structure de surcharge de la présente invention; il n'y a donc aucun risque de décollement à l'intérieur de ladite structure de surcharge, pas plus qu'entre ladite structure et la carcasse; de plus, d'une manière inattendue, l'infiltration de l'air dans la carcasse est pratiquement complètement éliminée, les résultats les meilleurs à cet égard étant obtenus par la structure de surcharge de la figure 2 qui comporte deux spires superposées ; en outre, tout risque d'infiltration d'air dans certaines zones localisées se trouve élimié, notamment en raison de l'absence de joint. Si l'an se reporte maintenant aux figures 6 et 7 qui concernent une structure de surcharge de l'art antérieur comportant deux couches superposées 8 et 9 en caoutchouc synthétique imperméable à l'air, tel que le caoutchouc butyl par exemple, on s'apercoit qu'il existe un risque d'infiltration d'air dans la carcasse au niveau de la zone de jonction 10 entre les deux bords d'extrémité de la structure de surcharge et que l'air occlus entre les couches 8 et 9 peut se rassembler en vésicules telles que il dans l'interface desdites couches, ce qui entraine une dégradation progressive de la structure de ltenve-loppe;; on remarque que la mise en place d'un couvre- joint tel que celui repré gentéentrait mixtiligne 12, ne remédie aucunement à la formation desdites vésicules et qu'eUéprésente ltinconvénient dtun accroissement de la complexité de la structure B;en entendu, la structure de surcharge selon la présente invention peut comporter plus de deux couches; les couches consti tutives peuvent être de même épaisseur ou d'épaisseurs différentes; le nombre de spires peut évidemment être supérieur à deux, le nombre de spires étant toutefois représenté de préférence par un nombre entier, dans le but d'obtenir une épaisseur uniforme; l'épaisseur des différentes couches est également fonction des dimensions de l'enveloppe, c'est-à-dire du type de véhicule auquel celle-ci est destinée. Ainsi, dans le cas d'un véhicule automobile poids lourds, chacune des couches précitées aura généralement une épaisseur de l'ordre de I à 2mm , par exemple de 1,5mm dans le mode de réalisation de la figure 2, ce qui, dans ce dernier cas, donnera une épaisseur globale d'environ 6mm. Dans le cas d'un véhicule plus léger, tel qu'un véhicule automobile de tourisme, chacune des couches précitées pourra avoir une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 0,8mm, par exemple environ 0,6mm. Bien entendu la présente invention n'est nullement limitée augmode dtexecutionsdécritset représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS i. Bandage pneumatique, de préférence du type sans chambre à air, comportant, appliquée sur sa surface intérieure,une structure de surcharge constituée par un ensemble d'au moins deux couches en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synthétique à bon pouvoir d'adhérence et une seconde couche en caoutchouc synthétique imperméable aux gaz, ce bandage pneumatique étant caractérisé en ce que l'ensemble précité forme au moins deux spires superposées sur la surface intérieure précitée. 2. Bandage pneumatique selon la revendication i, caractérisé en ce que l'ensemble précité est placé de telle sorte que la couche de caoutchouc naturel ou de caoutchouc synthétique à bon pouvoir d'adhérence est directemnt placée contre la surface intérieure précitée, par exemple la nappe de carcasse la plus interne. 3. Bandage pneumatique sébn l'une des revendications précé dents, caractérisé en ce que l'ensemble précité forme substantiellement deux spires superposées sur la surface intérieure précitée. 4. Bandage pneumatique selon l'une des revendicatbns précédentes, caractérisé en ce que les bords latéraux dudit ensemble sont rabattus autour des talons, lesdits bords latéraux étant de préférence recouverts par les flancs du bandage pneumatique. 5. Bandage pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première couche précitée est en caoutchouc naturel. 6. Bandage pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde couche précitée est en caoutchouc butyl, chlorobutyl ou bromobutyl. 7. Bandage pneumatique selon l'une des revendications précédentes pour véhicule automobile léger ou de tourisme, caractérisé en ce que chacune des couches précitées a une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 0,8 mm. 8. Bandage pneumatique selon l'une des revendications i à 6 pour véhicules automobiles poids lourds, caractérisé en ce que chacune des couches précitées a une épaisseur de 1'ordre de i à 2 mm. 9. Procédé de fabrication d'un bandage pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à presser une première couche de caoutchouc naturel ou synthétique, vulcanisable, mais non vulcanisée, sur une seconde couche en caoutchouc synthétique imperméable aux gaz, vulcanisable, mais non vulcanisée ou seulement partiellement vulcanisée, t à enrouler l'ensemblr ainsi obtenu sur une poulie de confection de bandages pneumatiques, en formant plus d'une spire et de préférence au moins deux spires, à construire ensuite sur l'ensemble ennalé ainsi formé, de façon en soi connue, la carcasse, puis les autres parties du bandage pneumatique et à vulcaniser ensuite 11 ensemble dudit bandage pneumatique. 10 Structure de surcharge comme décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 8