Brevet FR2412426A1 — publié le 19790720

La présente invention concerne les pneumatiques et vise notamment des pneumatiques portant des motifs ou marques moulés sur leurs flancs, ainsi qu'un procédé de formation de ces modelés. Les pneumatiques subissent des flexions au niveau de leurs flancs et épaulements et il faut choisir avec soin leurs matières constitutives et leurs détails de structure, notamment au niveau des contreforts longeant la bande de roulement, pour leur conférer le comportement voulu tout en évitant leur fissuration et la mise hors service résultante. Tout motif important moulé dans la surface sans être strictement nécessaire du point de vue technique, par exemple en vue d'un découplage entre bande de roulement et flancs, peut favoriser une fissura tison par concentration d'efforts due au changement de section; c'est pourquoi les flancs de pneumatiques sont sensiblement exempts de marques autres que celles indispensables : marque de commerce et indication des dimensions. Les tentatives faites pour porter distinctement, sur les flancs de pneumatiques, des marques colorées non mode lées en relief se sont limitées à des réalisations telles que flancs blancs; on ne saurait obtenir de motifs plus complexes parce qu'il n'est pas possible, sur un pneumatique, de définir assez précisément la forme de marques colorées. Les materiaux pour flancs et contreforts d'épaulement de pneumatiques, mis au point depuis de nombreuses années, comportent tous du noir de carbone du type carbon black assurant les proprietés nécessaires, ce qui interdit la mise en oeuvre de couleurs, même s' il devenait possible d'assurer au moulage la délimitation de deux couleurs avec assez de précision pour obtenir un motif reproductible. En outre, on a mis au point ces dernières années des pneumatiques aptes a rouler a l'étant dégonfle ou presque et, avec de tels pneumatiques, il est encore plus nécessaire, toujours pour éviter la fissuration et la détérioration prématurée qui en résulte, de limiter les changements de section et dénivellations introduits par des motifs, même au niveau des contreforts d'épaulement.Ces pneumatiques sont donc encore plus lisses que ceux de modèle classique au niveau des flancs et contreforts, ceci pour permettre de rouler a plat sur le maximum de distance. La présente invention a pour but de réaliser un pneumatique en les matériaux unicolores classique portant un motif nettement marqué qui atténue les difficultés suscitées Selon l'un de ses aspects, l'invention vise un pneumatique comportant une bande de roulement, de contact avec le sol, reliée sur ses bords à des contreforts d'épaulement et à des flancs de pneumatique, caractérisé en ce qutune partie au moins de l'aire superficielle définie par les contreforts d'épaulement et par les flancs porte un motif en relief, en élastomère unicolore, qui a en coupe droite une profondeur inférieure à 2 mm et présente des facettes ayant des inclinaisons de 10 a 80 sur la normale à la surface du pneumatique, de sorte que le contraste apparaissant entre ces facettes et le reste du pneumatique permet de percevoir aisément le motif. Le motif en relief est de préférence formé dans un pneumatique unicolore, en particulier du type en l'élastomère noir classique, Le motif en relief a de préférence une profondeur inférieure à 1,5 mm. De plus, les inclinaisons des facettes peuvent être comprises entre 20 et 700 et, de préférence, entre 30 et 60 . La Demanderesse a constate qu'avec une profondeur de motif en creux de 1 mm, une inclinaison particulièrement avantageuse est de 450. Les facettes peuvent être toutes planes; en variante, l'une ou plus d'une d'entre elles peut avoir un profil arqué. Dans ce dernier cas, une partic au moins de la facette doit avoir une forme telle que son inclinaison rentre dans l'intervalle prescrit. La facette peut présenter un rayon de courbure variant suivant sa largeur et sa courbure peut être saillante ou rentrante par rapport à la surface du pneumatique. Il est préférable de disposer les facettes de façon qu'elles définissent dans la surface des rainures dont les deux côtés réfléchissent différemment la lumière, ce qui assure un effet de contraste lorsqu'on observe le pneumatique. Les rainures peuvent être disposées en formation serrée sur une zone du pneumatique destinée à contraster avec le reste de la surface. Les rainures peuvent être rectilignes ou curvilignes et des rainures voisines peuvent avoir des formes ou des courbures différentes qui dépendent du motif souhaité selon toutes les techniques. De plus, les facettes peuvent avoir des inclinaisons différentes et, dans le cas d'une rainure, les inclinaisons des deux côtés de la rainure peuvent aussi differer. Le fini de surface peut être- soit identique, soit différent sur les facettes et sur les autres zones. La rugosité superficielle des facettes a de préférence une valeur R a inférieure à 0,8- m mesurée d'après l'échelle de rugosité superficielle selon la norme britannique BS 1134, Partie 1 (1972) et, mieux encore, une valeur R a inférieure à 0,5 su. On obtient une telle surface avec un moule à pneumatiques à degré de polissage moyen. Avec un tel fini de surface, les facettes constituent un motif nettement visible sous des angles variés. En outre, de préférence, la rugosité du reste de la surface a une valeur R supérieure à 5 pm. Selon au autre de- ses aspects, l'invention vise un procédé de moulage d'un pneumatique présentant un motif sur une partie au moins de sa zone superficielle définie par les contreforts d'épaulement et les flancs, caractérisé en ce qu'on forme le motif dans un moule, ce motif comportant au moins une facette qui présente une inclinaison de 10 à 800 sur la normale à la surface du moule et faisant saillie dans le moule à une hauteur maximale de 2 mm, on place un pneumatique assemblé à vulcaniser dans le moule, on vulcanise le pneumatique pour rendre le motif permanent, puis on démoule le pneumatique. Selon un autre aspect encore, l'invention vise un moule de formage dfun pneumatique assemble à vulcaniser ayant, au moins dans la partie de son empreinte destinée à former les contreforts d'épaulement et les flancs, la configuration voulue pour ' façonner uh pneumatique porteur d'un motif ayant l'une quelconque des caractéristiques précitées. D'autres aspects de l'invention ressortiront de la description qu'on va maintenant donner, à simple titre d'exemples, de certaines réalisations de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels La figure l est une vue latérale d'un pneumatique moulé selon-un aspect de l'invention, dont elle représenteun secteur portant un motif en chevrons dans le contrefort d'épaule- ment et le nom du fabricant dans la région moyenne du flanc. La figure 2 est une vue de détail en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Les figures 3 à 6 sont des vues de détail analogues à la figure 2 représentant des profils selon des variantes. Le pneumatique représenté sur la figure 1 présente, dans un de ses secteurs, un motif en chevrons constitué par une série de rainures parallèles ayant toutes une profondeur de 1 mm seulement. Chaque rainure est définie par deux facettes 1 et 2 qui, en coupe droite, sont rectilignes et inclinées à 450 sur la normale à la surface du flanc du pneumatique (voir la vue en coupe avec grossissement donnée sur la figure 2). Les facettes 1 et 2 ont été moulées dans un moule à pneumatiques à surface finement polie. Dans l'autre secteur représenté sur la figure 1, le pneumatique porte le mot "Dunlop" à titre d'exemple de marquage du nom du fabricant. Les lettres de ce mot font saillie à 1 mm sur la surface du flanc du pneumatique et chacune d'elles comporte une série de rainures parallèles 3 moulées en travers de la lettre. Chaque rainure 3 est définie par deux facettes parallèles 4 et 5 qui, de même que dans l'exemple précédent, sont inclinées à 45 sur la normale à la surface du pneumatique, ont été moulées dans un moule à pneumatiques à surface finement polie et ont 1 mm de profondeur. On a constaté que, sous éclairage large ou diffus tel que celui reçu par des pneumatiques posés sur un véhicule, les facettes inclinées à 45 sont réfléchissantes. De plus, l'inclinaison alternée des facettes de part et d'autre de la normale fait apparaître, entre facettes voisines, un effet de contraste accusé que l'on perçoit en observant le pneumatique sans avoir à se placer sous un angle particulier. Ainsi, un motif obtenu par ce procédé est clairement visible à partir de la plupart des points situés sur le côté du pneumatique. Le fort contraste obtenu entre les facettes donne l'illusion que le motif en creux a une grande profondeur.Or, les rainures du motif n'ont en réalité qu'une profondeur de 1 mm, insuffisante pour faire apparaître dans le flanc du pneumatique des concentrations d'efforts nuisibles, de sorte que le motif ntengendre pas le risque de voir le flanc se fissurer en service. Dans les exemples de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, chaque jeu de deux facettes adjacentes définit une rainure. On conçoit que les rainures peuvent être rectilignes ou curvilignes selon l'aspect que le motif doit offrir au regard. On a constaté, par exemple, qu'une série de cercles concentriques forme un aspect nettement visible On conçoit que des caractères alphatétiques ou numériques peuvent figurer sur le flanc soit en relief comme décrit, soit en creux Avec des inclinaisons de facettes autres que de 450, on peut obtenir des effets de contraste différents, et des rainures dont les deux côtés ont des inclinaisons différentes rentrent aussi dans le cadre de l'invention, tant que leurs inclinaisons sont comprises dans les intervalles prescrits. La Demanderesse a aussi étudié la réflexion sur des facettes à profil arqué et les figures 3, 4 et 5 représentent, la première, un motif à concavités ayant un rayon de courbure de I mm et une profondeur de I mn, la seconde, un motif à convexités ayant un rayon de courbure de 1 mm et une profondeur de 1 mm et, la troisieme, un motif à concavités d'un rayon de 1 mm séparées par des méplats de 2 mm de large. Enfin, le motif peut présenter des facettes plates-definies à 1 mm de profondeur par des rainures à côtés rectilignes tous deux inclinés à 300, des méplats de 1 mm de large séparant les rainures voisines. On pourra adopter de très nombreuses autres configurations et aussi combiner les diverses configurations. Dans chacun des exemples décrits jusqu'à présent, le moule à pneumatiques présente une surface finement polie. Toutefois, selon un aspect important de l'invention, on peut adopter d'autres finis de surface pour accuser encore l'effet de contraste perçu entre facettes différentes. Pour un moule à pneumatiques finement poli, le relief superficiel a typiquement une valeur R a de l'ordre de 0,5m mesurée d'après l'echelle de rugosité superficielle sur la norme britannique BS 1134 (1950). On peut adopter d'autres finis de rugosité superficiels dont l'un, intéressant pour contraster avec une rugosité R a de 0,5 m, a une valeur Ra de 5 m- L'invention offre un autre avantage important, s'ajoutant à la possibilité de faire apparaître sur le flanc des motifs nettement visibles, qui donnent l'illusion d'être assez profonds, sans risquer de provoquer une fissuration : les petites nervures exercent en augmentant l'aire superficielle, un effet non négligeable sur le refroidissement du pneumatique. Avec le profil indiqué sur la figure 2, ou les deux facettes ont une inclinaison de 45o, l'augmentation de l'aire superficielle est de 41,4 t. Avec les motifs représentés sur les figures 3 à 6, cette augmentation est respectivement de 57,1 %, 57,1 %, -28,5 % et 50 %. A l'état statique, la convection naturelle joue un rôle important, tandis qu'en marche, quand le pneumatique roule, il apparaît une convection forcée. Les calculs doivent aussi tenir compte du coefficient de conductibilité par convection verticale donné par l'expression 0,424 x 10 (Dt)1/4 cal sec cm. 2 degré 1 Quand la vitesse du courant d'air augmente de façon régulière, la perte de chaleur est presque proportionnelle à la racine carrée de la vitesse jusqu'à l'apparition de turbulence, après quoi la perte de chaleur augmente très rapidement. Une augmentation de la rugosité superficielle du pneumatique réduit en fait la vitesse d'amorçage de la turbulence. L'expression générale correspondant à la convection forcé est où 1 vP est dit nombre de Reynolds (lequel définit le degré de glissement dans un système donnés c R est le nombre de Prandt kl h 1 est le nombre de Nusselt Ke F1 et F2 sont des fonctions inconnues ; et h = vitesse de perte de chaleur par aire unitaire I = dimension linéaire du corps en cours de refroidissement k = coefficient de conductibilité thermique e = écart de température en plus v = vitesse d'écoulement de l'air # = densité du milieu en cours de refroidissement # = viscosité du milieu en cours de refroidissement c = capacité calorifique par volume élémentaire du milieu de refroidissement. I1 apparaît aussi des pertes de chaleur par rayonnement et, dans ce cas, la surface d'un pneumatique peut être assimilée à un corps noir à pouvoir émissif voisin de 1,0. Le pouvoir émissif total d'un corps noir est donné par la formule : ou k = constante de Boltzmann T = température absolue h = 6,62 x 10 27 (constante de Plank) c = vitesse de la lumière. I1 est possible d'exprimer les pertes d'énergie subies par rayonnement par une surface en W/m2 pour des matières à pouvoir émissif égal à l'unité. La Demanderesse a démontré à l'aide d'une unité de thermographie que ce sont les rayons infrarouges émis à longueurs d'onde de 2 à 5,6 un que l'on décèle. Sous toutes leurs formes, les pertes de chaleur sont proportionnelles à l'aire superficielle, or, on a montré plus haut que celle-ci est efficacement accrue par les motifs en relief faiblement déprimés. L'amélioration du refroidissement constitue un aspect intéressant, notamment dans les pneumatiques pour grande vitesse et ceux aptes à rouler à plat, dans lesquels de fortes quantités de chaleur sont engendrées dans les flancs du fait de la déformation. Les motifs faiblement déprimés selon l'invention sont particulièrement avantageux pour des flancs de pneumatiques noirs normaux, mais donnent aussi lieu à un effet apparent sur des matériaux colorés. Toutefois, on constate qu'avec d'autres couleurs, le contraste obtenu entre facettes n'est pas aussi accusé qu'avec de l'élastomère noir. I1 va de soi qu'on peut prévoir des motifs apparents selon l'invention en tout point d'un pneumatique, en empiétant même sur la bande de roulement si un effet visible est souhaitable à ce niveau. En variante, on peut prévoir sur les flancs un motif contrastant avec la bande de roulement du pneumatique. REVENDICATIONS 1.- Pneumatique comportant une bande de roulement de contact avec le sol, reliée sur ses bords à des contreforts d'épaulement et à des flancs de pneumatique, caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'aire superficielle définie par les contreforts d'épaulement et par les flancs porte un motif -en relief, en élastomère unicalore, qui a en coupe droite une profondeur inférieure à 2 mm et présente des facettes ayant une inclinaison de 10 à 800 sur la normale à la surface du pneumatique, de sorte que le contraste apparaissant entre ces facettes et le reste du pneumatique permet de percevoir nettement le motif. 2.- Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif en relief a une profondeur inférieure à 1,5 mm. 3.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les facettes ont une inclinaison de 20 à 700 sur la normale à la surface du pneumatique. 4.- Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'inclinaison des facettes est de 30 à 600. 5.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que toutes les facettes, vues en coupe droite1 sont rectilignes 6.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'une au moins des facettes, vue en coupe droite, est arquée et de forme telle qu' unie partie au moins de sa surface a une inclinaison comprise dans l'intervalle prescrit. 7.- Pneumatique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la fecette est convexe vers l'extérieur du pneumatique. 8.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les facettes sont disposées de façon à définir des rainures dans ladite aire superficielle. 9.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la rugosité superficielle diffère d'une facette à l'autre. iO.- Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fini de surface d'au moins une facette particulière diffère de celui d'une partie au moins du reste de ladite aire superficielle. 11.- Pneumatique selon la revendication 10, carac tersé en ce que la rugosité superficielle de la partir précitée du reste de ladite aire superficielle a une valeur R a dépassant 5 sm sur l'échelle de rugosité superficielle selon la norme britannique BS 1134, Partie 1 (1972). 12.- Pneumatique selon la revendication 9, 10 ou 11, caractérisé en ce que la rugosité superficielle de la ou de chaque facette particulière a une valeur R a inférieure à 0,8pm sur l'échelle de rugosité superficielle selon ladite norme britannique. 13.- Pneumatique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la rugosité superficielle de la ou chaque facette particulière a une valeur R a inférieure à 0,5 sIm sur l'échelle de rugosité superficielle selon ladite norme britannique.