Brevet FR2369106A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne un bandage pneumatique comportant une tringle de talon à câble métallique, et elle a trait plus particulièrement à un bandage pneumatique (appelé ci-après "pneumatique" tout court) à carcasse radiale et à épaulement pentu, sans chambre à air, pour véhicule utilitaire, la tringle étant constituée par une âme et au moins une couche formée d'une pluralité de spires hélicoidales d'un fil métallique sans fin. Des tringles à câbles métalliques qui sont noyées dans le talon du pneumatique servent, d'une part, à l'ancrage des renforts de la carcasse et, d'autre part, au maintien en position du pneumatique sur la jante. Des tringles à câbles du type défini ci-dessus présentent par rapport à des tringles dites à faisceaux l'avantage de présenter une résistance à la traction bien plus grande et de pouvoir autoriser, par suite des conditions de fabrication et de montage du pneumatique, une torsion radiale désirée sans déformation permanente de leur section droite. La possibilité de déplacement angulaire radial des tringles à câbles de types connus est cependant telle que, pendant l'utilisation du pneumatique, il se forme des fissures par suite des sollicitations dues au foulage, qui se manifestent dans la zone terminale des renforts de carcasse entourant la tringle de talon. La charge de traction s'exerçant sur le renfort périphérique de carcasse produit dans la tringle, par suite de la liaison de caoutchouc existant entre le renfort et cette tringle, une torsion des couches de câbles constituant la tringle, par rapport à l'âme. Sous l'effet du frottement interne engendré dans la tringle et des sollicitations de foulage se manifestant à la base du pneumatique, le matériau de ce dernier s'échauffe, ce qui conduit à une modification de la structure interne du matériau du pneumatique dans la zone du talon. En dessous de la température de vulcanisation, l'élasticité du matériau du pneumatique augmente, et au-dessus de cette température le matériau devient cassant ou fragile.Dans la phase d'augmentation d'élasticité du matériau du pneumatique, le renfort de carcasse peut exécuter des mouvements d'oscillations importants dont l'amplitude peut atteindre des valeurs telles que l'extrémité du renfort de carcasse se détache du matériau du pneumatique et provoque un déchirement de ce dernier. Pour retarder la formation de fissures ou de déchirements décrite cidessus, on a propose, par exemple, dans la demande de brevet allemand publiée No. 21 11 939 de disposer dans chaque talon du pneumatique trois tringles à câbles qui sont placées tangentiellement de telle sorte que le renfort de carcasse entoure la totalité des trois tringles et les rende ainsi stables à la torsion. Cet agencement, et d' autres, sont extrêmement coûteux et ne permettent pas de résoudre de façon efficace les problèmes décrits. L'invention a en consequence pour but d'ameliorer les pneumatiques connus par des moyens simples; elle vise notamment à éviter la formation de fissures dans un pneumatique ne comportant, le cas échéant, dans chaque talon qu'une tringle à câble préfabriquée, la fabrication et le montage du pneumatique etant en outre facilités par une certaine capacite de déformation radiale des renforts, cependant que les talons d'un pneumatique selon l'invention, mis en place sur la jante, viennent automatiquement s'appliquer dans la position correcte contre celle-ci avant le gonflage à l'air comprimé, et conservent cette position en cours de service. Ce problème est résolu selon llinvention en ce que la tringle à câble est imprégnee d'un liant liquide mouillant ladite tringle, et presentant une faible tension superficielle, ce liant entourant les fils metalliques nus de manière à les protéger contre la corrosion, tout en établissant une liaison intime entre des fils adjacentes, et en établissant, en outre, avec le matériau enveloppant du pneumatique, une forte liaison d'adhésion, ce liant présentant une seule phase de polymérisation thermique de courte durée, à la température de vulcanisation du matériau du pneumatique. De cette manière, on obtient une tringle à cable à bas prix de revient, qui comporte, par comparaison aux tringles connues, une stabilité à la torsion bien supérieure, et qui diminue d'une maniere surprenante les risques de formation de fissures dans le pneumatique dans les zones de renforts de carcasse par suite des sollicitations dues au foulage. D'autre part, la tringle selon l'invention presente la caractéristique requise d'une certaine aptitude à la déformation élastique radiale, qui est indispensable pour des raisons de fabrication et de montage du pneumatique. En outre, grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de procéder à un traitement de la surface des fils d'acier, en vue d'éviter la formation de rouille et d'augmenter I'adhérence entre le métal et le caoutchouc (par exemple, un traitement de revêtement au cuivre, au laiton ou au bronze), et il n'est pas nécessaire non plus d'ajouter au matériau du pneumatique un agent d'augmentation d'adhérence servant à améliorer la liaison entre ce matériau et la tringle de talon. également, le matériau de pneumatique penetre profondément en cours de vulcanisation dans la tringle à câble, ce qui permet d'obtenir un bon accrochage mécanique entre la tringle et le materiau du pneumatique. Du fait que, comme spécifie ci-dessus, le liant ne présente qu'une seule phase de polymérisation thermique de courte durée à la température de vulcanisation, la tringle à câble noyee dans le talon du pneumatique, qui a été précontrainte lors du galbage radial de l'ébauche de pneumatique peut se détendre en cours de vulcanisation. Cela présente l'avantage que la tringle, qui est soumise à une nouvelle sollicitation radiale pendant le montage du pneumatique? n'est déformée que dans les limites de son élasticité. Le cas échéant, le liant, au lieu de présenter une phase de polymérisation thermique de courte durée à la température de vulcanisation de l'ébauche du pneumatique, peut présenter une phase de polymérisation thermique à une température supérieure à la température de vulcanisation. La tringle à câble ne peut alors pas se détendre pendant la vulcanisation de l'ébauche du pneumatique. Mais, tout comme dans le mode de réalisation pré cédemment indiqué, la stabilité désirable à la torsion ne diminue pas comme dans les tringles à câbles connues, par l'effet de l'échauffement du pneumatique en cours d'utilisation, par exemple, par suite des sollicitations de foulage, ou la température peut atteindre des valeurs correspondant sensiblement à la température de vulcanisation. Avantageusement, les liants utilisés selon l'invention peuvent être cons titués par des substances dissoutes telles que des polymeres organiques, des polyisocyanates spéciaux non-volatils, et des substances solides dispersees dans des solvants organiques, tels que du xylène ou du toluène; on peut utiliser par exemple le produit "Chemosil"&commat; (marque déposée de la Société Henkel & Cie). Le liant peut également être formé d'une résine synthétique. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 est une coupe du talon d'un pneumatique, représenté partiellement, et de la jante. La Figure 2 représente un détail à echelle agrandie. Sur les dessins, on a représente une partie d'un pneumatique pour véhicule utilitaire (camion), monte sur une jante à épaulement pentu, la figure repre- sentant une section droite de l'ensemble. Il est prévu, dans le talon 1 du pneumatique sans chambre en caoutchouc, une tringle à câble 2, qui est entourée par des renforts de carcasse 3. La tringle 2 se compose d'une âme en acier 4 de forme annulaire et de section aplatie et de deux couches 5, 6, constituees chacune d'une pluralité de spires hélicotdales d'un fil d'acier sans fin, qui sont enroulées autour de l'âme 4. Avant la mise en place de la tringle 2, celle-ci est imprégnee d'un liant 7 qui pénètre profondement, par suite de sa faible tension superficielle à l'état liquide, dans la tringle à câble 2, et qui forme, sur toutes les surfaces des éléments de la tringle 2, une couche de liant; en outre, ce liant remplit partiellement ou complètement les cavités internes existant dans la tringle. Après séchage du liant 7, qui s'effectue à la température ambiante, tous les éléments de la tringle 2 sont reliés entre eux par ce liant. Le liant 7 permet d'établir egalement entre la tringle 2 et le matériau du pneumatique une bien meilleure adhérence que celle réalisée jusqu'à maintenant, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un cuivrage préalable de la tringle, et d'ajouter au matériau du pneumatique des agents améliorant l'adhérence entre la tringle cuivrée ou soumise à un traitement de surface analogue. Il est également possible d'utiliser des matières thermoplastiques ou des résines synthétiques possédant les propriétés nécessaires. On vérifie par des essais que le liant utilisé présente bien les propriétés spécifiées. La serie d'essais à effectuer permet de déterminer dans quelles proportions la résistance à la torsion de la tringle est influencée, d'une part, par la section de l'âme, par le diametre des fils ou câbles enroulés, et par le nombre de spires et, d'autre part, par le liant utilisé. Pour l'exécution des essais, on tend verticalement des tringles à câbles et on les tord à intervalles de 10 secondes d'un angle de 900 par rapport à l'axe médian de la tringle. On designe par F la force maximale mesurée. Ensuite, on supprime la force de torsion exercée dans la tringle. Après cette décharge, la tringle exécute un mouvement de retrait en direction de la position verticale initiale. On mesure la déformation permanente par détermination de l'angle résiduel de torsion , c'est-à-dire de l'angle définissant la différence entre la position initiale et la position finale de la tringle. Les valeurs obtenues dans ces essais sont données dans les Tableaux I et Il. ci-après. Le Tableau I correspond au contrôle de tringles à câbles de section droite circulaire pour des pneumatiques de 20" (20 pouces), alors que le Tableau Il indique les valeurs d'essais obtenues avec des tringles à câbles de section droite ovale pour pneumatique de 22,5" (22,5 pouces), avec une inclinaison de 18 par rapport à l'axe dupneumatique. - TABLEAU I - Tringles à cables de section droite circulaire pour pneumatique de 20 ( 20 pouces) - Construction Traitement F (N) Couple Md (Nm) Angle de torsion # 1.1 (1 X 5,0) + 11/8 + 17/7 + 23/7 X 1,8 sans 16,5 13,9 83 1.2. (1 X 5,0) + 11/8 + 17/7 + 23/7 X 1,8 avec revêtement de 73,5 38,627 45 Chemosil# 2.1. (1 X 5,0) + 11/8 + 17/8 + 23/8 X 1,8 sans 29,4 15,455 75 2.2. (1 X 5,0) + 11/8 + 17/8 + 23/8 X 1,8 avec revêtement de 78,5 41,202 45 Chemosil# 3.1. (1 X 6,0) + 11/6 + 17/6 X 2,2 sans 39,2 20,6 75 3.2. (1 X 6,0) + 11/6 + 17/6 X 2,2 avec revêtement de 78,5 41,202 40 Chemosil# - Chemosil est une marque déposée par la Société Henkel à Cie- - TABLEAU II - Tringles à cables de section droite ovale pour pneumatique de 22,5" (22,6 pouces) (inclinaison de 180 par rapport à l'axe de pneumatique) Construction Traitement F (N) Couple Md (Nm) Angle de torsion # 4.1 (2 X 6,0) + 17/8 + 23/8 X 1,8 sans 137,3 78,284 45 4.2. (2 X 6,0) + 17/8 + 23/8 X 1,8 avec revêtement de 230,5 131,405 8 Chemosil# 5.1. (2 X 6,0) + 17/8 + 23/7 X 1,8 sans 117,7 67,336 45 5.2. (2 X 6,0) + 17/8 + 23/7 X 1,8 avec revêtement de 210,3 120,565 8 Chemosil# 6.1. (12 X 3,5) + 16/7 + 22/7 X 1,8 sans 107,9 61,724 10 6.2. (12 X 3,5) + 16/7 + 22/7 X 1,7 avec revêtement de 156,96 89,78 8 Chemosil# 7.1. (14 X 4,0) + 15/6 + 21/6 X 2,2 sans 215.8 123,45 15 7.2. (14 X 4,0) + 15/6 + 21/6 X 2,2 avec revêtement de 490,5 280,57 8 Chemosil# - Chemcsil est une marque déposée par la Société Henkel & Cie - En résume, les essais ont montre que des modifications de construction, telles qu'une modification du nombre de spires, du diamètre du fil métallique, de la forme de l'ame, et de paramètres semblables, n'apportent que peu d'amelio- rations à la tenue des tringles à câbles.L'utilisation d'un liant, conformément à la présente invention, augmente de deux à trois fois les forces de torsion à exercer et se traduit par une réduction de la déformation permanente, dont la valeur est définie par l'angle de torsion , cette reduction étant d'environ 50% pour des tringles à section droite circulaire, et de plus de 80% pour des tringles de section droite ovale. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de realisation decrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'ecarte de l'esprit de l'invention. C'est à dessein que dans la presente description les mesures anglaises ont eté conservées; ce sont en effet celles qui sont employées dans le domaine technique auquel appartient l'invention. On rappelle toutefois que 1 ponce correspond à 2,52 cm. REVENDICATIONS 1.- Bandage pneumatique comportant une tringle de talon à câble métallique, notamment du type bandage à carcasse radiale et à épaulement pentu, sans chambre à acier, pour vehicule utilitaire, la tringle etant constituée par une âme et au moins une couche formée d'une pluralite de spires hélicoIdales d'un fil métallique sans fin, caractérisé en ce que la tringle à câble est complètement im prégnee d'un liant liquide présentant une faible tension superficielle, qui entoure les fils metalliques denudes en les protégeant contre la corrosion, qui relie des fils adjacents avec une adhérence suffisante, qui établit avec le materiau enveloppant du pneumatique une bonne liaison adhérente, et qui présente une seule phase de polymérisation thermique de courte duree à la temperature de vulcanisation du matériau du pneumatique. 2.- Bandage pneumatique comportant une tringle de talon à câble métallique, notamment du type bandage à carcasse radiale et à epaulement pentu, sans chambre à air, pour véhicule utilitaire, la tringle étant constituée par une âme et au moins une couche formée d'une pluralite de spires helicoldales d'un fil métallique sans fin, caractérisé en ce que la tringle à cable est completement im prégnée d'un liant liquide presentant une faible tension superficielle, qui entoure les fils métalliques dénudés en les protégeant contre la corrosion, qui relie des fils adjacents avec une adhérence suffisante, qui établit avec le matériau enveloppant du pneumatique une bonne liaison adhérente, et qui presente une seule phase de polymérisation thermique de courte durée à une température supérieure à la température de vulcanisation du matériau du pneumatique. 3.- Bandage pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme liant une substance dissoute telle qu'au moins un polymère organique, un polyisocyanate spécial non-volatil, ou une substance solide dispersée dans un solvant organique, tel que du xylène ou du toluène, comme par exemple Chemosil&commat; (marque déposée par la Société Henkel & Cie). 4.- Bandage pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le liant renferme au moins une résine synthetique.