Brevet FR2627725A1 — publié le 19890901

La présente invention concerne un pneumatique ayant un corps de pneumatique formé d'un haut polymère, et un procédé de fabrication d'un pneumatique. Les pneumatiques à carcasse radiale et les pneuma- tiques à carcasse diagonale ont été très utilisés de manière générale sous forme de pneumatiques. De tels types de pneumatiques ont été réalisés par mise en oeuvre de nombreux procédés connus. Par exemple, à titre illustratif, on peut considérer un procédé classique de fabrication d'un pneumatique à carcasse radiale; ce procédé comprend au moins-l'une des opérations suivantes: la fabrication d'une nappe de câblés d'armature, l'application d'un agent adhésif à la nappe de câblés, le revêtement de la nappe de câblés adhésive d'un caoutchouc de manière qu'une nappe de câblés revêtue de caoutchouc soit formée, - la découpe des cablés revêtus de caoutchouc sous forme radiale ou diagonale afin qu'un nappe de carcasse soit formée, l'application de la nappe de carcasse sur un cylindre de fabrication de revêtement d'un organe de forma- tion de pneumatique, la disposition de tringles sur la nappe de carcasse, le pliage des bords de la nappe de carcasse autour des tringles, le gonflage de cet ensemble cylindrique afin qu'il prenne une configuration correspondant approximativement à celle du pneumatique terminé, avec maintien entre deux anneaux de talon d'un organe de formation de pneumatique, avec réduction de la distance comprise entre eux de manière qu'une carcasse de forme toroïdale soit formée, l'application de flancs, d'une nappe-sommet, d'une bande de roulement ou analogue sur la carcasse toroïdale gonflée afin qu'un pneumatique revêtu mais non vulcanisé soit formé, et la vulcanisation de ce pneumatique non vulcanisé, dans un moule, afin que le caoutchouc soit vulcanisé et que le dessin de la bande de roulement soit moulé à l'emplace- ment convenable. Ainsi, un pneumatique dans son ensemble, formé d'une composition de caoutchouc, nécessite de nombreuses opéra- tions pour sa fabrication. D'autre part, une augmentation du nombre d'opérations de fabrication peut réduire la pré- cision dimensionnelle qui a un effet sur l'équilibrage du pneumatique en rotation. Ainsi, lors de la fabrication de ces pneumatiques par ce procédé classique, on doit consa- crer beaucoup d'effort pour la conservation de la précision dimensionnelle. On a proposé, pour la résolution de ces problèmes, de réaliser la totalité ou une partie du pneumatique à partir d'un haut polymère dans une opération de moulage. Par exemple, la demande de brevet Japonais n 62-215 881 de la Demanderesse décrit un pneumatique ayant un corps prin- cipal formé par moulage d'un haut polymère et une bande de roulement formée d'une composition de caoutchouc placée à la périphérie du corps principal. Le corps principal et la bande de roulement vulcanisée sont raccordés par un adhé- sif. La force d'adhérence entre le haut polymère et le caoutchouc vulcanisé n'est cependant pas suffisante dans des conditions sévères d'utilisation du pneumatique, et un problème est posé par le fait que la bande de roulement se sépare souvent du corps principal. La présente invention a donc pour objet la réalisa- tion d'un pneumatique, comprenant un corps principal formé d'un haut polymère et un corps de bande de roulement rac- cordé au corps principal du pneumatique au cours d'une opération de vulcanisation dans un moule, le pneumatique pouvant rouler en toute sécurité sans séparation de la bande de roulement même lorsqu'il est utilisé dans des conditions sévères. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication du pneumatique précité grâce auquel le corps principal du pneumatique est réalisé facilement et avec précision et le corps principal du pneumatique et le corps de la bande de roulement sont fermement associés afin qu'ils ne se séparent pas lorsque le pneumatique est utilisé dans des conditions sévères. Ainsi, l'invention concerne un pneumatique qui com- prend un corps principal de pneumatique et un corps de bande de roulement placé autour, le corps principal de pneumatique étant formé de deux demicorps circulaires constitués d'un haut polymère et placés de part et d'autre de l'équateur du pneumatique, la paire de demi-corps circu- laires ayant des configurations en coupe qui sont pratique- ment symétriques par rapport à l'équateur, chaque demi- corps circulaire comprenant une partie de talon, une partie de flanc dirigée radialement vers l'extérieur depuis la partie de talon, et une partie de base de bande de roule- ment dirigée axialement vers l'intérieur depuis la partie de flanc, la partie de base de bande de roulement de l'un des demi-corps circulaires étant raccordée à.la partie de base de bande de roulement de l'autre demicorps circulaire afin qu'ils forment ensemble une base de bande de roulement avec les parties raccordées de base, le corps de la bande de roulement comprenant une bande de roulement et une nappe-sommet et étant disposé autour de la base de bande de roulement, le pneumatique ayant une limite entre le corps de bande de roulement et le corps principal au niveau de laquelle le corps de la bande de roulement et le corps principal du pneumatique sont associés par fusion par chauffage. En outre, l'invention concerne un procédé de fabri- cation d'un pneumatique comprenant les opérations sui- vantes: la formation de deux demi-corps circulaires compre- nant une partie de talon, une partie de flanc dirigée radialement vers l'extérieur depuis la partie de talon, et une partie de base de bande de roulement dirigée radiale- ment vers l'intérieur depuis la partie de flanc, le raccordement de deux demi-corps circulaires l'un à l'autre par soudage de leurs parties de base de bande de roulement afin qu'ils forment un corps principal de pneu- matique, l'application d'un corps de bande de roulement com- prenant une nappe-sommet non vulcanisée et une bande de roulement non vulcanisée à la périphérie externe du corps principal du pneumatique afin qu'un pneumatique non vulca- nisé soit formé, et la vulcanisation du pneumatique non vulcanisé dans un moule afin que le corps de la bande de roulement et le corps principal du pneumatique soient soudés sous l'action de la chaleur lors de la vulcanisation, avec formation de gorges dans la bande de roulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure i est une coupe représentant un pneuma- tique selon la présente invention; la figure 2 est une coupe représentant deux demi- corps circulaires destinés à réaliser le corps principal de pneumatique; les figures 3 et 4 sont des coupes agrandies illus- trant une opération de raccordement des deux demi-corps circulaires l'un à I'autre sous forme d'un corps principal de pneumatique; la figure 5 est une coupe du corps principal de pneumatique; la figure 6 est un schéma illustrant l'application d'une nappe-sommet non vulcanisée et d'une bande de roule- ment non vulcanisée sur le corps principal de pneumatique afin qu'un pneumatique non vulcanisé soit formé; et la figure 7 est une coupe représentant le pneuma- tique non vulcanisé une fois confectionné. On décrit d'abord un pneumatique selon l'invention, en référence aux dessins annexés. Sur la figure 1, le pneumatique 1 comporte un corps principal 2 formé d'un haut polymère et un corps de bande de roulement 4 raccordé au corps principal 2 du pneumatique au cours d'une opération de vulcanisation dans un moule, le corps principal 2 du pneumatique étant composé de deux demicorps circulaires 3L et 3R raccordés l'un à l'autre alors que le corps 4 de la bande de-roulement comporte une nappe-sommet 6 et une bande de roulement 5 placée radiale- ment à l'extérieur de la nappe-sommet. Les demi-corps circulaires ont des configurations analogues à celles qui sont obtenues par séparation d'un pneumatique classique en deux morceaux au niveau de son équateur, c'est-à-dire une forme analogue à celle d'une cuvette peu profonde, ayant un trou circulaire de grande dimension en son centre, pour le montage sur une jante. En conséquence, chaque demi-corps circulaire comporte un talon 7 et un flanc 9 dépassant radialement vers l'extérieur du talon 7, et une base 10 de bande de roulement dépassant axialement vers l'intérieur depuis le bord radialement externe du flanc de manière qu'elle constitue-une partie de base de la partie T de bande de roulement du pneumatique. Le talon 7 de chaque demi-corps circulaire a une tringle 19 formée de cèbles inextensibles, par exemple de câblés d'acier, comme dans les talons des pneumatiques classiques. Les configurations en coupe des demi-corps circu- laires 3L et 3R peuvent étre choisies en fonction de la dimension du pneumatique, du type de véhicule, de l'utili- sation prévue, etc, la figure 1 représentant un pneumatique pour voiture de transport de passagers, ayant une faible hauteur. Une description plus détaillée des demi-corps circu- laires 3L et 3R figure dans la description du procédé de fabrication du pneumatique. Les demi-corps circulaires 3L et 3R sont raccordés sous forme d'un corps unique de manière que les parties axialement internes des bases de bande de roulement se recouvrent en direction radiale et soient raccordées l'une à l'autre & l'équateur, si bien qu'une base 15 de bande de roulement correspondant au sommet de la carcasse d'un pneu- matique classique est formée par les bases raccordées. Le haut polymère utilisé pour la formation des demi- corps circulaires, dans ce mode de réalisation, est un élastomère polyester, mais d'autres types de haut polymère peuvent être utilisés dans la mesure o ils sont thermo- plastiques et o l'objet moulé a une résistance suffisante à la traction pour supporter la pression pneumatique interne, avec une élasticité convenable, analogue à celle du caoutchouc, et une bonne résistance aux intempéries. La bande de roulement précitée 5 est placée autour de la périphérie de la base 15, et la nappe-sommet 6 est placée entre elles. La nappe-sommet 6 comprend au moins une nappe de câblés revêtue de caoutchouc. On utilise, comme câblés de la nappe-sommet, des câblés métalliques de faible allonge- ment tels que des câblés d'acier ou des câblés organiques de faible allongement tels que des câblés de "Kevlar", de rayonne et analogue. Le nombre de couches et l'angle des câblés dans chaque couche sont choisis en fonction des caractéristiques que doit posséder le pneumatique. Par exemple, dans le cas d'une construction à deux nappes comme représenté sur la figure 1, les câblés d'une nappe sont inclinés partiellement par rapport à l'équateur, et les câblés de l'autre nappe ont une direction symétrique par rapport à l'équateur; dans le cas de trois nappes, celles- ci sont disposées afin qu'elles forment un arrangement triangulaire rigide. Dans le cas de quatre nappes, les trois nappes radialement internes forment un arrangement triangulaire rigide, et la nappe externe fait un petit angle avec l'équateur du pneumatique afin que les câblés soient sensiblement parallèles à la direction circonféren- tielle du pneumatique. La bande de roulement précitée 5 est formée d'une composition de caoutchouc et elle a, à sa surface, des gorges G destinées à former un dessin de sculpture de bande de roulement. La bande de roulement 5 constitue le corps 4 de bande de roulement, avec la nappe-sommet 6 enrobée dans la bande de roulement au cours de la vulcanisation réalisée dans le moule, comme représenté sur la figure 1. En outre, pour que le corps 4 de la bande de roulement et le corps principal 2 du pneumatique soient associés, la limite entre eux est fondue par chauffage et association par fusion sous l'action d'une pression pendant l'opération de vulcanisa- tion dans le moule, c'est-à-dire que le corps de la bande de roulement et le corps principal du pneumatique sont soudés et ne forment plus qu'un seul corps. - Lors de l'utilisation du pneumatique 1, celui-ci est monté sur une jante comme un pneumatique classique. Comme indiqué précédemment, le pneumatique 1 a son corps principal formé de demi-corps circulaires associés, constitués d'un haut polymère. En conséquence, il présente l'avantage d'augmenter la précision des dimensions du pneu- matique et ainsi l'équilibrage du pneumatique en rotation, et, en outre, le poids du pneumatique peut être réduit. De plus, le pneumatique 1 a la nappe-sommet sous la bande de roulement. La résistance à la coupure, la résistance à l'usure et la résistance à la perforation peuvent ainsi être accrues. De plus, comme le pneumatique a la bande de roulement de caoutchouc, il peut avoir de bonnes perfor- mances d'accrochage à la route. De plus, le corps principal du pneumatique et le corps de la bande de roulement sont associés sous forme d'un seul corps sous l'action de la chaleur et de la pression au cours de la vulcanisation; en conséquence, la résistance mécanique résultante de la liai- son est remarquablement élevée et la défaillance par sépa- ration de la bande de roulement est pratiquement évitée. On considère maintenant un procédé de fabrication du pneumatique précité, par mise en oeuvre de l'invention. Le procédé de fabrication d'un pneumatique comprend: une opération (a) de formation des demi-corps circu- laires 3L et 3R par moulage, une opération (b) de raccordement des demicorps circulaires l'un à l'autre afin qu'ils forment le corps principal 2 du pneumatique, une opération (c) d'application d'une nappe-sommet non vulcanisée 6 et d'une bande de roulement non vulcanisée 5 sur le corps principal 2.du pneumatique afin qu'un pneu- matique non vulcanisé soit formé, et une opération (d) de vulcanisation du pneumatique non vulcanisé. Au cours de l'opération (a), deux tringles circu- laires 19 sont placées dans un moule, et le haut polymère est injecté dans le moule afin qu'il durcisse, puis le haut polymère durci, c'est-à- dire le demi-corps circulaire, est retiré du moule. Le procédé de moulage adopté pour l'opéra- tion (a) peut être un moulage par injection ou une mise en forme sous vide ou analogue. Comme l'indique la figure 2, chaque demi-corps cir- culaire 3L, 3R a une mince partie de raccordement 21L, 21R au bord axialement interne de la base 10 de la bande de roulement et une petite nervure 22 disposée circonféren- tiellement du côté radialement interne du bord axialement interne de la base de bande de roulement. Dans le demi- corps circulaire 3R, la partie de raccordement 21R a une surface radialement externe qui se trouve au niveau de celle de la base de la bande de roulement, et l'épaisseur TR de la partie 21R de raccordement est supérieure à 50 % de l'épaisseur TB de la base de la bande de roulement et, en outre, la largeur WR de la partie de partie de raccorde- ment 21R dans la direction axiale du pneumatique est comprise entre 10 et 20 mm environ. Dans l'autre demi-corps circulaire 3L, l'épaisseur TL de la partie 21L de raccorde- ment dépasse 50 % de l'épaisseur TB de la base de la bande de roulement, comme dans le cas du demi-corps circulaire 3R, et la largeur WL de la partie 21L de raccordement, en direction axiale, est réglée à une valeur égale à la lar- geur WR, mais, contrairement au demi-corps circulaire 3R, la surface radialement externe de la partie 21L de raccor- dement est placée radialement vers l'intérieur par rapport à la base 10 de bande de roulement. Dans l'opération (b), illustrée par les figures 3 et 4, les parties 21R et 21L de raccordement sont mises & recouvrement de manière que la partie 21R soit placée à l'extérieur radialement de la partie 21L, et ces deux parties sont alors soudées à l'aide d'un moule P de liaison de manière que les demi-corps circulaires 3L et 3R soient associés l'un à l'autre et forment le corps principal 2 du pneumatique. Ainsi, les demi-corps circulaires 3L et 3R sont maintenus l'un en face de l'autre comme décrit précédem- ment, et sont préalablement montés par recouvrement des parties de raccordement l'une sur l'autre, en direction radiale. Ensuite, un organe interne de moule PI et un organe externe PO du moule P de raccordement sont disposés radialement à l'intérieur et à l'extérieur de la partie en recouvrement respectivement, c'est-à-dire que la partie en recouvrement est placée entre les organes interne et externe du moule. La partie de recouvrement est alors chauffée afin qu'elle fonde ou se ramollisse essentiel- lement au niveau des parties de raccordement 21L et 21R et, simultanément, elle subit la pression exercée par les organes du moule de manière que la limite soit associée par fusion. La figure 5 représente les demi-corps circulaires 3R et 3L raccordés l'un à l'autre, c'est-à-dire le corps principal 2 du pneumatique. L'organe interne PI du moule a deux gorges 23 disposées circonférentiellement et espacées axialement, destinées à loger les nervures précitées 22 des bases 10 de bande de roulement respectivement avant le montage, si bien que les déplacements latéraux des bases de bande de roulement sont empêchés efficacement. Le chauffage de la partie en recouvrement peut être réalisé par chauf- fage du moule P de raccordement, par chauffage à haute fréquence et/ou analogue. De manière générale, la résistance mécanique de la partie de raccordement peut être réduite. En conséquence, pour que cette réduction de résistance mécanique soit évitée, les épaisseurs précitées TL et TR sont déterminées à une valeur supérieure à 50 % de l'épaisseur TB de la base de la bande de roulement, si bien que la partie raccor- dée C devient légèrement plus épaisse que la partie princi- pale des deux côtés et sa résistance mécanique garde une même valeur ou est accrue. Les nervures 22 peuvent être formées à la surface radialement externe de la base 10 de la bande de roulement et, dans ce cas, les gorges 23 sont formées dans l'organe externe PO du moule. Comme l'indique la description qui précède, dans l'opération (b), le corps principal du pneumatique est formé par soudage de deux demi-corps circulaires moulés. Ainsi, cette caractéristique présente l'avantage de rendre possible une fabrication simple et précise en grande série. Dans l'opération précitée (c), illustrée par la figure 6, le corps principal 2 du pneumatique est supporté entre deux anneaux R1 et R2 de support de talon d'un organe F de confection de pneumatique, et la surface externe de la base 15 est effleurée et nettoyée, et un agent adhésif est appliqué sur la surface de la base de bande de roulement qui a été effleurée et nettoyée et, lorsque l'adhésif a bien séché, la nappe- sommet non vulcanisée 6A et la bande de roulement non vulcanisée 5A sont collées autour du corps principal du pneumatique si bien qu'un pneumatique non vulcanisé 1A est formé. On peut utiliser, comme organe F de confection de pneumatique, un appareil du type utilisé dans le procédé classique précité de fabrication du pneumatique classique à carcasse radiale. La bande de roulement non vulcanisée 5A est une bande de caoutchouc non vulcanisé provenant d'une boudi- neuse de bande de roulement et refroidie par de l'eau, puis découpée à la longueur spécifiée avec une découpe de la bande de roulement de la manière classique. La nappe-sommet 6A est formée de la même manière que dans le procédé clas- sique. Une composition de caoutchouc appliquée à la bande de roulement 5A et à la nappe-sommet 6A, comme caoutchouc de revêtement, est du même type que la composition clas- sique, mais peut être modifiée de manière que la résistance mécanique de la liaison résultante avec le haut polymère utilisé dans le corps principal 2 soit accrue. Comme décrit précédemment, dans l'opération (c), il est avantageux que les appareillages classiques puissent être utilisés de la même manière qu'habituellement. Dans l'opération précitée (d), le pneumatique non vulcanisé 1A est placé dans un moule et il est chauffé et comprimé si bien que la bande de roulement non vulcanisée et la nappe-sommet non vulcanisée, avec le caoutchouc de revêtement, sont vulcanisées; la limite entre le corps principal 2 du pneumatique et le corps de la bande de rou- lement 4 est fondue, et ces éléments sont rendus solidaires les uns des autres et, simultanément, des gorges G ou sculptures sont formées à la surface T de la bande de rou- lement. L'opération (d) présente aussi l'avantage de per- mettre l'utilisation d'appareillages classiques, de même que l'opération (c). Ainsi, dans le procédé précité de confection de pneumatiques, les demi-corps circulaires peuvent être réa- lisés avec une précision élevée et un faible coût, dans un procédé de fabrication en- grande série, par moulage du haut polymère, et le corps principal peut être formé par simple raccordement des demi-corps circulaires. Les opérations sont extrêmement simples et leur nombre est réduit par rapport au procédé classique de fabrication d'un pneuma- tique classique à carcasse radiale. En outre, les appareil- lages classiques peuvent être utilisés dans les opérations suivant la formation du corps principal du pneumatique. En conséquence, le coût de préparation de nouveaux appareil- lages est minimal lors de la mise en oeuvre du procédé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux pneumatiques et aux procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatif sans sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps principal de pneumatique et un corps de bande de roulement placé autour, le corps principal du pneumatique (2) étant formé de deux demi-corps circulaires (3L, 3R) formés d'un haut poly- mère et placés de part et d'autre de l'équateur du pneuma- tique, chaque demi-corps circulaire (3L, 3R) comprenant une partie de talon (7), une partie de flanc (9) disposée radialement vers l'extérieur depuis la partie de talon, et une partie (10) de base-de bande de roulement dirigée axia- lement vers l'intérieur depuis la partie de flanc, la partie (10) de base de bande de roulement de l'un des demi-corps circulaires étant raccordée à la partie de base de bande de roulement (10) de l'autre demi-corps cir- culaire afin qu'une base de bande de roulement soit formée avec les parties de base de bande de roulement qui sont' raccordées, le corps de bande de roulement comprenant une bande de roulement (5) et une nappesommet (6) et étant placé autour de la base de bande de roulement, et le pneumatique ayant une limite entre le corps de bande de roulement et le corps principal de pneumatique au niveau de laquelle le corps de bande de roulement et le corps principal de pneumatique sont associés par fusion par chauffage. 2. Procédé de fabrication d'un pneumatique, carac- térisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: la formation de deux demi-corps circulaires (3L, 3R), la connexion des deux demi-corps circulaires l'un à l'autre afin qu'ils forment un corps principal de pneuma- tique (2), l'application d'un corps de bande de roulement com- prenant une nappe-sommet non vulcanisée (6) et une bande de roulement non vulcanisée (5) à la périphérie externe du corps principal de pneumatique afin qu'un pneumatique non vulcanisé soit formé, et la vulcanisation du pneumatique non vulcanisé dans un moule afin que le corps de bande de roulement et le corps principal de pneumatique soient rendus solidaires par la chaleur lors de la vulcanisation.