Brevet FR2477077A1 — publié le 19810904

La présente invention se rapporte à une carcasse radiale pour pneumatique à bande de roulement interchan- geable et elle concerne également un procédé pouvant être appliqué pour construire cette carcasse de manière qu'elle puisse être vulcanisée dans un moule en deux pièces. Lorsqu'on déforme les carcasses de pneumatique ra- dial sans retenue circonférentielle pour les faire passer d'une forme approximativement cylindrique à une forme to- rique, en vue de la vulcanisation, elles prennent généra- lement un rapport d'aspect d'environ 1,06. Une très fai- ble pression de formage de 0,35 à 0,42 kg/cm2 est déjà suffisante pour faire prendre à la carcasse une forme ayant ce rapport d'aspect. Toutefois, il peut être souhai- table de confectionner des pneumatiques du type à bande de roulement interchangeable qui aient des rapports d'as- pect nettement inférieurs à 1,06. Pour enfermer une carcasse de pneumatique dans un moule en deux pièces en vue de la vulcanisation, il est nécessaire que cette carcasse soit partiellement confor- mée suivant une forme dont la hauteur de section est inférieure à une hauteur de section prédéterminée de la carcasse à l'état moulé (laquelle correspond au rapport d'aspect désiré). Autrement, la carcasse ne s'adapte pas convenablement dans le moule et il peut se produire des déformations de la carcasse, par exemple des plissements, pendant la fermeture du moule en deux pièces. Lorsque la carcasse-partiellement conformée est mise en place dans le moule en deux pièces et que ce moule est fermé, on peut poursuivre l'expansion de cette carcasse pour com- pléter la conformation à l'intérieur du moule. Le moule en deux pièces est normalement conçu pour vulcaniser un pneumatique qui a le rapport d'aspect vou- lu; toutefois, étant donné qu'il suffit d'une pression de formage relativement faible pour dilater une carcasse radiale à une dimension ayant un rapvort d'asDect d'envi- ron 1,06, l'application d'une pression de formage normale se traduit par une hauteur de section de carcasse qui, si elle n'est pas limitée par d'autres moyens, est trop grande pour permettre de loger la carcasse dans un moule en deux pièces. Alors qu'il est nécessaire de limiter la dilatation pendant le formage, la carcasse vulcanisée ne doit pas être limitée dans sa dilatation à une dimension ayant un rapport d'aspect supérieur à celui du pneumatique moulé. Cette caractéristique permettra en effet à une pression de gonflage normale de dilater la carcasse pour lui permettre d'entrer en prise avec la bande de roulement interchangeable dans une mesure suffisante pour éviter le glissement entre carcasse et bande de roulement qui, au- trement, résulterait des couples d'entralnement ou de freinage. D'autres caractéristiques de l'invention apparal- tront au cours de la description qui va suivre. Aux des- sins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la figure 1 est une coupe partielle dans un plan radial, représentant une carcasse de pneumatique et une bande de roulement interchangeable réalisées conformément à l'invention, le plan radial étant un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique; - la figure 2 est-une coupe partielle dans un plan radial de la carcasse de pneumatique représentée sur la figure l-, -mais alors que cette carcasse se trouve encore dans sa formecylindrique avant formage; - la figure 3 est une coupe partielle dans un plan radial et montrant la carcasse de pneumatique représentée sur la figure 1, mais présentant une forme toiique et partiellement enfermée dans les pièces d'un moule en deux pièces.; - la figure 4 est une vue partielle en perspective avec arrachement qui montre une carcasse de pneumatique construite conformément à l'invention. Sur la figure 1 est représenté un pneumatique ra- dial 10 sous pression de gonflage normale, qui comprend une carcasse radiale 12 et une bande de roulement inter- changeable 14. La pression de gonflage normale est la pression contenue dans les limites de l'intervalle des pressions de gonflage normales dans lequel le pneumatique est destiné à travailler en usage normal. La carcasse 12 est un corps en forme générale de tore, composé d'une matière élastique qui comporte un revêtement intérieur 16 en élastomère, imperméable au fluide, et au moins une nappe de carcasse 18 noyée dans l'élastomère qui peut être composé de caoutchouc ou d'uréthane. La nappe 18 comprend une série de câblés 19 -à peu près parallèles, comme on peut le voir sur la figure 4, composés de rayonne, de nylon, de polyester, d'aramide ou d'acier ou encore d'une autre matière appropriée compa- tible avec les règles de l'art. La nappe 18 s'étend entre deux tringles inextensibles 20 de forme générale circu- laire pour définir une surface en forme de tore qui com- prend une région de sommet 22 disposée circonférentielle- ment et en position centrale dans la direction axiale et des flancs 24 qui s'étendent radialement vers l'intérieur des bords axialement extérieurs 25 de la région de sommet jusqu'aux tringles correspondantes. Dans le présent mémoire, y compris dans les reven- dications, on entend par le terme axial une direction pa- rallèle à l'axe de rotation du pneumatique 10. L'axe de rotation du pneumatique 10 est l'axe autour duquel le pneumatique tourne normalement. On entend par le terme radial une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. La région de sommet 22 comporte une surface radia- lement externe 26 qui s'appuie contre la ceinture ou bande de roulement interchangeable 14 le long d'une surface ra- dialement interne 28 de-cette ceinture. La ceinture ou bande de roulement 14 peut se présenter sous la forme d'une bande circonférentielle de matière élastomère telle qu'un caoutchouc ou un uréthane et qui est renforcée d'une armature de ceinture 30 à peu près inextensible. La bande de roulement 32 de la ceinture 14 est disposée radialement à l'extérieur de l'armature de ceinture 30 et elle peut présenter un dessin de bande de roulement 34 sur sa surr- face radialement externe 36 qui est destinée à entrer t - contact avec le sol. Comme on peut le voir sur la figure 2, la carcasse radiale 12 peut être confectionnée de la façon classique, dans une forme à peu près cylindrique, sur un tambour de confection cylindrique 38, cette opération s'effectuant en appliquant le revêtement intérieur 16, puis la ou les nappes 18 de la carcasse qui s'étendent de l'une à l'autre des tringles 20. Les câblés 19 de la nappe 18 de la car- casse s'étendent dans une direction à peu près perpendi- culaire aux tringles 20. On peut également ajouter une quantité de matière additionnelle pour donner naissance à la surface 26 qui s'appuiera contre la ceinture ou bande de roulement 14. Pour les besoins de l'exposé de la description et des revendications, la carcasse radiale 12 est une carcas- se dans laquelle l'angle 27 des câblés 19 de la nappe 18 est compris entre 750 et 900, comme on l'a indiqué sur la figure 4. Cet angle 27 d'orientation des câblés est de préférence d'environ 900. L'angle d'orientation des câblés est l'angle que les câblés de la nappe de tissu forme avec la ligne circonférentielle médiane de la nappe. La ligne circonférentielle médiane d'une nappe est la ligne d'intersection entre le plan circonférentiel médian 42 de la carcasse 12 et la nappe. La nappe 18 a une ligne cir- conférentielle médiane 41, représentée sur la figure 4. Le plan circonférentiel médian 42 de la carcasse 12 est un plan qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rota- tion de la carcasse et qui passe à mi-distance entre les points axialement extrêmes 52 de la nappe extérieure ex- trême de la carcasse. La carcasse 12 et la ceinture formant bande de rou- lement interchangeable 14 peuvent être fabriquées séparé- ment. La fonction principale de l'armature 30 de la cein- ture consiste à limiter la dilatation de la carcasse 12 pendant le fonctionnement normal, de manière à donner au pneumatique le rapport d'aspect Particulier pour lequel la carcasse 12 est conçue. Pour les besoins de l'exposé de la description et des revendications, le rapport d'as- pect est le rapport entre la hauteur de section et la largeur de section 50 du pneumatique 10. Pour les besoins de l'exposé de la description et des revendications, la hauteur de section est définie par la distance, mesurée dans un Dlan radial de la carcasse 12, entre un point in- térieur radialement extrême 46 et un point extérieur ra- dialement extrême 48 de la nappe ou des nappes 18 de la carcassé. La largeur de section 50 est la distance mesu- rée entre les points 52 qui sont les points extérieurs extrêmes de la nappe 18 de la carcasse dans la direction axiale. L'état naturel d'une carcasse de pneumatique radial gonflé est un rapport d'aspect de 1,06 lorsque la carcasse n'est pas retenue. Toutefois, si une carcasse de pneumati- que est étudiée pour présenter un tel rapport d'aspect, Dendant le fonctionnement normal, la pression de gonflage n'appliquera pas convenablement la surface externe de la carcasse contre l'armature de la ceinture, en particulier si la ceinture est amovible. C'est pourquoi la carcasse 12 représentée sur la figure 1 est étudiée de façon à avoir une hauteur de section 57 prédéterminée qui corres- pond à un rapport d'aspect nettement inférieur à 1,06, par exemple à un rapport d'aspect de 0,60 à 0,80. Sur la fi- gure 1, la carcasse 12 est représentée sous sa pression de gonflage normale. Sur la figure 3, la carcasse 12, qui est représen- tée placée dans un moule en deux pièces 54 en vue de la vulcanisation, a une forme torique présentant une hauteur de section 44 inférieure à la hauteur de section prédéter- minée 57. Le moule en deux pièces 54 comprend deux parties et 56 qui se rejoignent dans le plan circonférentiel médian 42 de la carcasse ou dans une position proche de ce plan. Les deux parties 55 et 56 du moule 54 sont en- suite rapprochées et entourent la carcasse 12, qui est alors entièrement mise en forme à l'intérieur du moule, puis vulcanisée. Comme on peut le voir sur la figure 2, un élément de retenue annulaire 58, à l'état libre, est posé circon- férentiellement sur la carcasse 12 pendant que cette carcasse se trouve sous sa forme cylindrique. Les carac- téristiques physiques de cet élément 58 sont telles qu'il laisse la carcasse 12 se déformer pour prendre une forme à peu pâès torique ayant une hauteur de section 44 qui, comme on peut le voir sur la figure 3, est inférieure à la hauteur de section prédéterminée 57, représentée sur la figure 1 pour laquelle la carcasse est étudiée, tant que cette carcasse n'est gonflée qu'à une pression de formage prédéterminée et relativement basse, par exemple de 0,35 à 0,49 kg/cm2. Cette pression est habituellement la pression minimum qui est nécessaire pour éliminer l'air emprisonné entre la carcasse et la vessie de vulca- nisation. La pression de formage maximum est habituelle- ment d'environ 1,05 kg/cm 2, mais elle peut être de valeur quelconque, inférieure à la pression de gonflage normale, pourvu qu'elle soit inférieure à la pression qui serait nécessaire pour dilater la carcasse au-delà de la hauteur de section prédéterminée 57. En l'absence de l'élément de retenue-58 ou d'une autre limitation quelconque et avec une pression de formage réduite à la pression minimum, la carcasse 12 se dilaterait jusqu'à ce que sa hauteur de section corresponde à un rapport d'aspect d'environ 1,06. Dans un tel cas, la carcasse 12 ne pourrait pas être mise en place dans le moule 54 pour la vulcanisation. Les caractéristiques physiques de l'élément de re- tenue 58 sont de préférence telles que la pression de gon- flage normale de la carcasse 12 dilate l'élément de rete- nue jusqu'à un point tel que sa hauteur de section soit supérieure à la hauteur de section prédéterminée 57 lors- que la ceinture formant bande de roulement 14 n'est pas montée sur la carcasse. Autrement, lorsque la ceinture ou bande de roulement 14 est montée sur la carcasse, la pression de gonflage normale engendrerait encore des for- ces qui repousseraient l'élément de retenue 58 radialement vers l'extérieur sans l'appliquer nécessairement contre la ceinture formant bande de roulement 14, ce qui se tradui- rait par une prise insuffisante entre la carcasse 12 et la ceinture formant bande de roulement. De cette façon, la carcasse ne comporte pas norma- lement de ceinture ni d'autre moyen de limitation capable d'empêcher la carcasse de se dilater au-delà de sa hauteur de section prédéterminée 57 lorsqu'on lui applique une pression comprise dans l'intervalle normal des pressions de fonctionnement de pneumatique 10. L'élément de retenue 58 peut être fait de n'importe quelle matière appropriée, il peut comporter un nombre approprié quelconque de nappes de renforcement, avoir n'importe quelle largeur appropriée et une configuration quelconque, dans lés limites adoptées dans les règles de l'art, pourvu qu'il ait les caractéris- tiques physiques décrites plus haut. Dans la forme préférée de réalisation de l'inven- tion, l'armature de ceinture 30 de la ceinture formant bande de roulement interchangeable 14.comprend deux nappes superposées 60 dont chacune est renforcée par des câblés en acier 61 à peu près parallèles entre eux, avec un angle d'inclinaison (non représenté) de 0 à 240 sur le plan circonférentiel médian 42. Les câblés 61 de l'une des nappes 60 s'étendent dans le sens opposé à celui des câblés de l'autre nappe. Toutefois, l'armature 30 n'est pas né- cessairement limitée à cette forme de réalisation. Les câ- blés 61 peuvent être faits de n'importe quelle matière approoriée et ils peuvent former plus de deux nappes ou moins de deux nappes, avec des angles d'inclinaison dif- férents pourvu que l'armature 30 soit réalisée conformément à la pratique normale. Dans la forme préférée de réalisation de l'inven- tion, l'élément de retenue 58 comprend une première nappe de retenue 62 et une deuxième nappe de retenue 64, les deux nappes étant superposées l'une à l'autre. Les nappes 62 et 64 comprennent des câblés de renforcement 66 paral- lèles dans chaque nappe et qui sont inclinés d'angles égaux 68 mais opposés lorsque ces nappes sont enroulées autour de la carcasse 12. La nappe 62 a une ligne circon- férentielle médiane 63 et la nappe 64 une ligne circonfé- rentielle médiane 65 comme on l'a représenté sur la figu- re 4_ Les angles d'inclinaison 68 des câblés 66 des nappes des bandes de retenue sont choisis de manière que les câ- blés se déplacent comme les branches d'un pantographe et de manière à permettre à la carcasse de se déformer lors- qu'on lui applique la pression de formage prédéterminée. La déformation en pantographe se produit lorsque les nap- pes 62 et 64 s'allongent et se rétrécissent et les angles 68 d'inclinaison des câblés diminuent pendant que la car- casse 12 se dilate pour prendre sa forme torique. Par ailleurs, les angles d'inclinaison 68 sont choisis de manière que les nappes 62 et 64 s'opposent à la dilatation de la carcasse 12 en empêchant cette carcasse de prendre une forme ayant une hauteur de section supérieure à la hauteur de section prédéterminée 57 lorsque la pression de formage prédéterminée est appliquée à la carcasse. Le choix de la construction particulière de l'élé- ment de retenue destiné à un pneumatique donné et confor- mément à l'invention peut s'effectuer Dar application des règles de l'art. Par exemple, un élément de retenue 58 qui s'est révélé bien approprié pour confectionner une car- casse de pneumatique ayant un diamètre extérieur d'environ 104 cm, par exemple un pneumatique pour véhicules poids lourds du type 11/75R24,5, comprend deux nappes de retenue superposées 62 et 64 dont chacune a une largeur d'environ 19 cm, mesurée dans la direction axiale de la carcasse 12, et un compte de câblés d'environ 6,4 câblés par cm. Les câblés 66 sont des câblés de nylon 840/2. L'angle d'incli- naison 68 des câblés de chacune des nappes 62 et 64 est d'environ 420 lorsque la carcasse 12 se trouve dans sa forme cylindrique. Lorsque la carcasse 12 mise dans sa forme torique, de façon à pouvoir être mise en place dans un moule 54, par application d'une pression de formage comprise de préférence entre 0,35 et 0,49 kg/cm2, les câ- blés 66 se déplacent comme les branches d'un pantographe, de sorte que chaque nappe de retenue 62 ou 64 devient plus longue et plus étroite jusqu'à ce qu'on ait obtenu un angle 68 d'inclinaison de câblés, de 28 à 300. Lorsque la carcasse 12 est dilatée à une forme to- rique ayant une hauteur de section 44, représentée sur la figure 3, qui est inférieure à la hauteur de section prédéterminée 57 représentée sur la figure 1, les nappes de retenue 62 et 64 développent une résistance suffisante pour empêcher la carcasse 12 de continuer à se dilater tant que l'on n'applique qu'une pression de formage rela- tivement faible, telle que celle précitée. Lorsque l'on applique la pression de gonflage normale à la carcasse 12 et que cette carcasse n'est pas retenue autrement, par exemple par le moule 54 ou par la ceinture formant bande de roulement inextensible 14, les câblés des nappes 62 et 64 n'ont Das une résistance suffisante pour empêcher la carcasse 12 de se dilater au-delà de la hauteur de section prédéterminée 57 représentée sur la figure 1. Le pneumatique radial 10 peut être fabriqué par le procédé qui sera décrit ci-après en regard des figures 2, 3 et 4. On pose le revêtement intérieur 16 sur le tambour 38, après quoi on pose au moins une nappe radiale 18 de câblés de renforcement qui s'étend entre deux tringles 20. Ensuite, on pose l'élément de retenue annulaire 58 en l'enroulant circonférentiellement autour de la nappe de carcasse 18, dans un état Pratiquement détendu. Le revête- ment intérieur 16, la nappe de carcasse 18 et l'élément de retenue 58 comprennent une matière élastomère qui en- toure les câblés de renforcement et les tringles 20 pour former une carcasse cylindrique 12. On peut ensuite intro- duire dans la carcasse 12 une vessie de vulcanisation 69 que l'on conforme ensuite partiellement en lui appliquant une pression de formage prédéterminée pour lui donner une forme approximativement torique ayant une hauteur de sec- tion 44, représentée sur la figure 3, qui est inférieure à la hauteur de section prédéterminée 57 représentée sur la figure 1. Cette pression de formage prédéterminée est inférieure à la pression qui est nécessaire pour dilater la carcasse à la hauteur de section prédéterminée 57 re- présentée sur la figure 1. Ensuite, on enferme la carcasse 12 dans le moule 54, après quoi on applique une pression plus forte à la carcasse afin de compléter le formage de la carcasse à l'intérieur du moule. Lorsque la carcasse 12 a été extraite du moule 54, on monte une bande de rou- lement interchangeable 14, circonférentiellement autour de la carcasse et on applique à cette dernière la pression de gonflage.normale pour la dilater de manière qu'elle entre en prise avec la ceinture formant bande de roulement 14. il REVEND ICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une carcasse de pneu- matique radial, pour un pneumatique à bande de roulement interchangeable, caractérisé en ce que: a) on confec- tionne une carcasse (12) non vulcanisée, de forme géné- rale cylindrique, faite d'une matière élastomère et com- portant deux tringles (20) et au moins une nappe radiale (18) de câblés de renforcement (19) qui s'étend de l'une à l'autre des tringles; b) on enroule circonférentielle- ment autour de la carcasse (12) un élément de retenue (58) dont la résistance est de nature à limiter la dila- tation de la carcasse à une forme torique ayant une hau- teur de section inférieure à une hauteur de section pré- déterminée (57) du pneumatique moulé lorsqu'on applique à la carcasse une pression de formage prédéterminée; c) on conforme partiellement la carcasse pour lui donner une forme à peu près torique ayant une hauteur de section inférieure à ladite hauteur de section prédéterminée (57) en gonflant cette carcasse à ladite pression de formage prédéterminée; d)on ferme un moule (54) autour de la car- casse non vulcanisée et partiellement conformée; e) on applique à la carcasse non vulcanisée, enfermée dans le moule (54) une pression supérieure à ladite pression de formage pour compléter le formage de la carcasse en lui donnant une forme ayant ladite hauteur de section prédé- terminée (57) à l'intérieur du moule, ledit élément de retenue ayant une résistance insuffisante pour empêcher la carcasse de se dilater en prenant une forme ayant une hauteur de section supérieure à ladite hauteur de section prédéterminée (57) qui est celle qui correspond à la pres- sion de gonflage normale du Pneumatique; f) on vulcanise la carcasse du pneumatique dans le moule (54), et g) on extrait la carcasse du moule. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de retenue (58) comprend une pre- mière nappe de retenue (62) composée de câblés de renforce- ment (66) inclinés d'un certain angle (68) sur le plan circonférentiel médian (42) de la carcasse lorsque cette nappe est enroulée autour de la carcasse, une deuxième nappe de retenue (64) composée de câblés de renforcement (66) superposée à la première nappe (62) et présentant un angle d'inclinaison des câblés égal mais opposé à celui des câblés de la première nappe (62) lorsque cette deu- xième naupe (64) est enroulée autour de la carcasse, le procédé comprenant en outre un stade au cours duquel on dispose les anglés d'linclinaison des câblés de renforce- ment de telle manière que ces câblés se déplacent comme les branches d'un pantographe pour laisser la carcasse se déformer lorsqu'on lui applique ladite pression prédéter- minée et de manière que lesdites nappes de retenue (62, 64) empêchent la carcasse de se dilater au-delà de ladite hauteur de section prédéterminée (57) lorsqu'on applique à la carcasse ladite pression de formage prédéterminée. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moule (54) est un moule en deux pièces qt comprend deux parties qui se rejoignent dans le plan médian (42) circonférentiel de la carcasse. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2; caractérisé en ce que ladite pression de formage prédéter- minée est comprise entre 0,35 et 1,05 kg/cm2. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite pression de formage prédéter- minée est inférieure à la pression nécessaire pour dilater la carcasse à ladite hauteur de section prédéterminée (57). 6. Carcasse de pneumatique radial destinée à être utilisée avec une ceinture formant bande de roulement in- terchangeable, le pneumatique comprenant un corps torique en matière élastique qui comporte lui-même deux tringles, une région de sommet, deux flancs qui s'étendent radiale- ment vers l'intérieur, de la région de sommet jusqu'aux tringles, et des câblés de renforcement d'orientation géné- rale radiale qui s'étendent de l'une à l'autre des trin- gles, caractérisé en ce qu'un élément de retenue (58) s'étend circonférentiellement autour de la carcasse, ra- dialement à l'extérieur desdits câblés de renforcement (19), cet élément de retenue (58) ayant une résistance suffisante pour empêcher la carcasse de se dilater à une forme avant une hauteur de section supérieure à une hau- teur de section prédéterminée (57) pendant le formage de la carcasse qui fait passer cette carcasse d'une forme cylindrique à une forme torique lorsqu'elle est gonflée à une pression de formage prédéterminée pour qu'on puisse la placer dans un moule en deux pièces (54); cet élément de retenue (58) ayant une résistance insuffisante pour em- pêcher la carcasse de se dilater à une forme ayant une hauteur de section supérieure à ladite hauteur de section prédéterminée (57) lorsqu'on applique à cette carcasse la pression de gonflage normale du pneumatique. 7. Carcasse de pneumatique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ledit élément de retenue (58) comprend une première nappe de retenue (62) composée de câblés de renforcement (66) présentant un angle d'incli- naison (68), une deuxième nappe de retenue (64) composée de câblés de renforcement (66), qui est superposée à la première nappe (62), les câblés de la deuxième nappe (64) ayant un angle d'inclinaison (68) égal mais opposé à celui des câblés de la première nappe (62), les angles d'incli- naison des câblés de la première et de la deuxième nappe de retenue étant d'une valeur telle que les nappes de re- tenue empêchent la carcasse de se dilater à une forme ayant une hauteur de section supérieure à ladite hauteur de section prédéterminée (57) lorsqu'on applique ladite pression de formage prédéterminée à la carcasse pendant sa fabrication.