Brevet FR2485449A1 — publié le 19811231

L'invention concerne des perfectionnements aux pneumatiques gonflés à une pression supérieure à la pression atmosphérique, fabriqués à partir d'au moins un mateéiau liquide ou pâteux qui se solidifie dans un moule pour former la matière élastomère du pneumatique mais aussi pour parti- ciper à la résistance du pneumatique au gonflage et en service lorsque la matière élastomère possède des propriétés mécaniques suffisantes. Pour fabriquer de tels pneumatiques on remplit le moule dudit matériau liquide ou pâteux, ce moule étant cons- titué essentiellement d'une ou plusieurs coquilles rigides destinées à mouler la paroi extérieure du pneumatique, et d'un noyau rigide ou déformable destiné à mouler la paroi intérieure du pneumatique. Lorsqu'on désire munir de tels pneumatiques d'une armature, il convient de disposer cette armature dans le moule préalablement au remplissage du moule. Il est difficile de disposer avec la précision nécessaire l'armature dans le moule et de conserver cette disposition pendant le remplis- -sage, notamment de disposer et de maintenir l'armature à la distancevoulue de la paroi intérieure du pneumatique, c'est-à-dire de la paroi extérieure du noyau du moule. On a déjà proposé de disposer dans les flancs d'un bandage torique dépourvu de surpression interne des rubans métalliques radiaux. Le but est de raidir convenablement ce bandage pour porter la charge sans écrasement exagéré (brevet US 3 208 500). D'autre part, on a proposé de cintrer des rubans métalliques suivant le profil méridien que l'on désire donner au pneumatique, puis de les juxtaposer et de les relier dans le sens longitudinal pour nstituer une coque qui arme et protège le pneumatique (brevet FR 917 701). . Cependant, ces solutions ne semblent pas permettre la réalisation de pneumatiques viables. Le but de la présente invention est de positionner convenablement les tringles de bourrelet à l'aide d'éléments de fabrication relativement simples et peu coûteux, tout en se servant de ces éléments pour positionner une éventuelle armature de sommet et constituer ainsi que positionner une éventuelle armature de carcasse radiale, ce positionnement se faisant, de préférence, par rapport au noyau du moule, c'est-à-dire par rapport à la paroi intérieure du pneumatique. A cet effet, un pneumatique de l'espèce considérée' plus haut est, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte des arceaux radiaux, équidistants dans le sens longitudinal du pneumatique, identique, au moins partiellement en un matériau moulable, noyés dans la matière élastomère du pneumatique, continus d'un bourrelet à l'autre, munis à chacune de leurs extrémités d'un crochet dans lequel est disposée la tringle de-bourrelet, ce crochet étant muni d'au moins un prolongement s'étendant du crochet à la paroi du pneumatique. Pour maintenir l'équidistance des arceaux radiaux dans le sens longitudinal, on dispose sur la tringle, entre les arceaux, des cales d'extension longitudinale identique d'une cale à l'autre, les crochets des arceaux ayant une extension longitudinale identique d'un arceau à l'autre. Pour avoir un nombre d'arceaux aussi grand que possible, on ne prévoit aucune cale entre leurs crochets et on donne à ces derniers une extension longitudinale aussi petite que possible. Afin d'augmenter le pouvoir renforçant des-arceaux et constituer une armature de carcasse radiale classique, chaque arceau comporte, au moins dans sa portion entre crochets, une armature. Cette armature peut contourner ou lion la tringle en se prolongeant dans les crochets de l'arceau. L'armature peut être constituée par un ou plusieurs fils ou câbles, mais aussi par des fibres dispersées dans la matière moulable formant l'arceau. -3 la matière moulable des arceaux est, de préférence, identique à la matière élastomère du pneumatique, ou analogue à celle-ci ou réactive vis-à-vis de celle-ci. Dans une première variante d'exécution, les surfaces radialement internes des arceaux se confondent, au moins dans la zone de sommet du pneumatique, avec la paroi intérieure du pneumatique. Ceci permet un positionnement rigoureux de l'éventuelle armature de carcasse radiale contenue dans les arceaux par rapport au noyau du moule. Dans une autre variante, éventuellement en combinaison avec une armature de sommet usuelle, les arceaux forment un dispositif d'espacement pour l'armature de sommet par rapport à la paroi intérieure du pneumatique et/ou comportent, dans la région des épaules, des prolongement dont l'espacement axial est approprié à positionner axialement l'armature de sommet. Dans un premier procédé pour fabriquer les arceaux conformes à l'invention on utilise-un moule reproduisant la configuration méridienne occupée par des arceaux dans le moule du pneumatique. Un autre procédé consiste à mouler les arceaux à plat. Ce procédé permet de fabriquer plusieurs arceaux dans un moule unique, Même de fabriquer au moyen d'une coulée unique l'ensemble des arceaux nécessaires à la réalisation d'au moins un pneumatique, ces arceaux étant éventuellement solidaires les uns des autres au niveau des crochets, les portions entre crochets étant séparées les unes des autres. On accroche ensuite sur les tringles, au moyen des crochets des arceaux, l'ensemble ou le nombre d'arceaux nécessaire pour réaliser un pneumatique. On obtient ainsi, les arceaux étant toujours à plat, c'est-à-dire rectilignes, une ébauche cylindrique. En rapprochant l'un de l'autre les deux bords de l'ébauche contenant les tringles, dans le sens axial, on cintre les arceaux qui sont libres de pivoter autour des tringles grâce à leurs crochets et l'on obtient un ensemble torique prêt à être disposé dans le moule. . -4 - Cet ensemble torique peut aussi être réalisé en rapprochant les deux bords de l'ébauche cylindrique au moment de son introduction dans le moule. Une variante préférentielle de l'invention consiste à utiliser le cintrage des arceaux fabriqués à plat pour conférer au moins à la portion des arceaux entre crochets une trajectoire méridienne imposée. Ceci en conférant au moins à la portion des arceaux entre crochets une section normale (perpendiculaire à l'arceau) qui évolue d'un crochet à l'autre en fonction du rayon de courbure local p de la trajectoire méridienne que l'on veut imposer aux arceaux au moyen du cintrage. En effet, ce rayon de courbure p est donné par la relation connue p = EMI. Dans cette relation E est le module d'élasticité du matériau qui forme au moins la portion entre crochets et M le moment fléchissant provoqué par le rapprochement axial des deux bords de l'ébauche cylindique. I est le moment d'inertie de flexion de la section normale correspondant au point o le rayon de courbure est égal à P. Il suffit donc de faire évoluer d'un crochet à l'autre le moment d'inertie 1, c'est-à-dire la section normale qui lui correspond, en fonction du rayon de courbure p, celui-ci satisfaisant lui-même à une loi de variation donnée. Des arceaux identiques construits selon cette variante préfé- rentielle épousent la trajectoire méridienne déterminée par l'évolution de la section de leur portion entre crochets, puisque leurs crochets terminaux sont libres de pivoter autour des tringles au moment du rapprochement axial de celles-ci. On peut ainsi construire des arceaux qui s'appliquent sans réaction sur le noyau du moule ou qui restent parallèles à ce noyau si l'on répercute l'évolution du rayon de courbure méridien du noyau sur le moment d'inertie de la section droite des arceaux. On peut, de même, construire des arceaux confor- mes à l'invention tenant compte du profil méridien du pneuma- tique. les arceaux étant radiaux et suivant au moins dans la zone des flancs un profil d'éluilibre naturel de carcasse radiale, la tension exercée par la pression de gonflage sur les arceaux est pratiquement constante dans les flancs. -5- Si l'on désire construire des arceaux dans lesquels la contrainte de traction est constante et qui suivent un profil méridien donné dans les flancs, il suffit de concevoir des arceaux dont la section normale a à la fois une surface cons- tante en tout point des flancs et un moment d'inertie évoluant en fonction du rayon de courbure dudit profil méridien. Dans les zones du pneumatique qui subissent en roulage des flexions importantes, il est ainsi intéressant d'assouplir les arceaux en diminuant l'inertie de flexion, c'est-à-dire les moments d'inertie de section normale des arceaux, par rapport aux moments d'inertie évoluant en fonction du rayon de courbure méridien, tout en maintenant constante la surface- desdites sections normales. Si, par contre, on veut renforcer le pneumatique dans certaines zones, il est avantageux d'augmenter la surface de la section normale des arceaux, le moment d'inertie suivant, par ailleurs, la loi d'évolution du rayon de courbure méridienne. Par exemple, pour un arceau ayant une section rectan- gulaire dont les c8tés ont des longueurs a et b, le moment d'inertie est I - a b3. On peut faire évoluer la surface de la section a x b et/ou le moment d'inertie I, c'est-à-dire les dimensions a et b de la section de la portion des arceaux comprise entre les crochets. Le dessin et la partie de la description qui s'y rapporte illustrent des exemples d'exécution de l'invention. Sur ce dessin - - la figure 1 représente une coupe radiale à travers un pneumatique selon l'invention, suivant un arceau, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un tronçon d'arceau et de son armature, et - la figure 3 montre en vue axiale le pneumatique selon la figure 1, avec des arceaux à crochets jointifs ou non. Le pneumatique 1 vu en coupe à la fig. 1 comporte un sommet 2, relié à deux flancs 3 terminés chacun par un bourrelet 4 muni d'une tringle 5. L'arceau radial 6 noyé dans la masse élastomère du pneumatique est formé de deux crochets 7 - 6 - et d'une portion filiforme 8 réunissant un crochet 7 à l'autre. Les tringles 5 reposent dans les crochets 7. Ceux-ci sont munis d'un prolongement 9 s'étendant jusqu'à la base 10 du bourrelet 4. La pointe 7' du crochet 7, tournée dans cet exemple vers l'extérieur du pneumatique, comporte axialement à l'extérieur un prolongement 11 s'éten- dant jusqu'à la paroi extérieure 12 du pneumatique. Axiale- ment à l'intérieur, le crochet 7 comporte un autre prolon- gement 13 s'étendant jusqu'à la paroi intérieure 14 du pneumatique. L'arceau 6 comporte, dans sa portion filiforme 8, d'autres prolongements 17 s'étendant jusqu'à la paroi intérieure 14 du pneumatique. Deux prolongements 15 sont disposés symétriquement par rapport au plan équatorial dont la trace sur le plan du dessin est la droite XX', au voisinage des épaules,et peuvent se prolonger jusqu'à la surface de la bande de roulement. Ces prolongements servent avantageusement à positionner axialement l'armature de sommet 16. L'arceau 6 tangente la paroi intérieure 14 du pneu- matique le long d'une zone équatoriale Z, le long de la- quelle l'arceau 6 affleure la paroi intérieure 14 du pneu- matique. Dans la masse élastomère 6' (fig. 2) de l'arceau 6 est noyée une armature sous forme par exemple d'un câble 20 allant d'un crochet 7 à l'autre. Ainsi, dans la zone équatoriale Z du sommet, cette armature est espacée'dé la paroi intérieure 14 du pneumatique. L'armature de sommet 16 est, dans cet exemple, formée de deux nappes 16', 16" de câbles parallèles dans chaque nappe, croisés d'une nappe à la suivante et formant des angles inférieurs à 450 avec la direction longitudinale du pneumatique. Cette armature de sommet 16 est espacée de la paroi intérieure 14 du pneu- matique par les arceaux 6 éventuellement recouverts, comme dans cet exemple, par une couche de matière élastomère 18. -7 - Les arceaux 6 de la figure 3 ont des crochets 7 jointifs dans le sens longitudinal. Si L est la longueur moyenne de la tringle 5 et si N est le nombre d'arceaux, chaque crochet a une largeur linéaire ou extension longi- tudinale 19 égale à L/N ou une largeur angulaire corres- pondant à un angle a centré sur l'axe du pneumatique, telle que a= 3600 Sur la fig. 1, un rayon de courbure local ç a été tracé dans la zone d'une épaule du pneumatique 1. La fig. 3 montre à sa partie inférieure située à droite sur le dessin, une variante d'exécution de l'invention- dans laquelle une cale 21 est interposée entre deux crochets 7 successifs. Cette disposition permet par exemple de réduire le nombre des arceaux dans le cas de pneumatiques destinés à supporter une charge relativement faible. Ces cales 21 peuvent, comme représenté au dessin, être dépourvues de prolongements tels que ceux (9, 11, 13) des crochets 7 des arceaux. - 8 - REVENDICATIONS 1. Pneumatique fabriqué à partir d'ai moins un matériau liquide ou pâteux qui se solidifie dans un moule pour former la matière élastomère du pneumatique, et consti- tué par un sommet avec deux épaules reliées chacune à un flanc terminé par un bourrelet contenant au moins une tringle, caractérisé en ce qu'il comporte des arceaux radiaux (6), équidistants dans le sens longitudinal du pneumatique, identiques, au moins partiellement en un matériau moulable, noyés dans la matière élastomère du pneumatique, continus d'un bourrelet (4) à l'autre, munis à chacune de leurs extrémités d'un crochet (7) dans lequel est disposée la tringle de bourrelet (5), ce crochet étant muni d'au moins un prolongement _(9; 11; 13) s'étendant jusqu'à la paroi (10; 12; 14) du pneumatique. 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre les arceaux (6), des cales (21) d'extension longitudinale identique d'une cale à l'autre sont disposées sur la tringle (5), les crochets (7) des arceaux ayant une extension longitudinale identique d'un arceau à l'autre. 3. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les crochets (7) des arceaux (6) ont une extension longitudinale identique et égale à la longueur développée de la tringle (5) divisée par le nombre d'arceaux utilisés. 4. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque arceau (6) comporte, au moins dans sa portion entre crochets, une armature (20). 5. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arceaux (6) sont munis, dans leur portion comprise entre les crochets (7), de prolongements (17) s'étendant jusqu'à la'paroi intérieure (14) et/ou extérieure (12) du pneumatique. 6. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière moulable des arceaux (6) est identique à la matière élastomère du pneumatique, ou analogue à celle-ci, ou réactive vis-à-vis de celle-ci. - 9- 7. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces radialement internes des arceaux (6) se confondent, au moins dans la zone (Z) de sommet du pneu- matique, avec la paroi intérieure (14) du pneumatique. 8. Pneumatique selon la revendication 1 ou 7 avec une armature de sommet, caractérisé en ce que les arceaux (6) forment un dispositif d'espacement pour l'armature de sommet (16) par rapport à la paroi intérieure (14) du pneu- matique et/ou comportent, dans la région des épaules, des prolongements (15) dont l'espacement axial est approprié à positionner axialement l'armature de sommet. 9. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arceaux (6) sont fabriqués à plat et ont des portions entre crochets (7) dont le moment d'inertie de flexion de la section normale évolue d'un crochet à l'autre en fonction du rayon de courbure local (?), ce rayon de courbure étant lui-même assujetti à une loi de variation donnée, par exemple à celle du rayon de courbure méridien du noyau du moule ou du profil méridien du pneumatique. 10. Pneumatique selon la revendication 9, caractérisé en ce que, au moins dans la portion/entre crochets (7) des arceaux (6) qui correspond aux flancs (3), la section normale des arceaux a une surface constante. 11. Pneumatique selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que dans les zones o le pneumatique subit des flexions importantes le moment d'inertie de flexion des sections normales des arceaux (6) est diminué. 12. Pneumatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans les zones oà le pneumatique doit être renforcé la surface de la section normale des arceaux (6) est augmentée. 13. Procédé pour mouler les arceaux destinés à la fabrication du pneumatique de la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise un moule reproduisant la confi- guration méridienne occupée par les arceaux (6) dans le moule du pneumatique. - 10 - 14. Procédé pour constituer un ensemble torique d'arceaux pour fabriquer le pneumatique de la revendication 1, caractérisé en ce que l'on moule les arceaux (6) à plat, que l'on constitue une ébauche cylindrique en accrochant sur les tringles (5), au moyen des crochets (7) des arceaux, l'ensem- ble ou le nombre d'arceaux nécessaire pour réaliser un pneumatique, et en ce que l'on rapproche l'un de l'autre dans le sens axial les deux bords de l'ébauche cylindrique contenant les tringles (5) pour cintrer les arceaux et donner à l'ébauche une forme torique appropriée.