Brevet FR2755400A1 — publié le 19980507

CHAMBRE A AIR AYANT UNE RESISTANCE AUX CREVAISONS RENFORCEE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne une chambre à air pour pneumatique, en particulier de cycle ou de motocycle, ainsi que les pneumatiques comportant une telle garniture, et son procédé de fabrication. Différentes techniques ont déjà été proposées pour améliorer la résistance des chambres à air vis-à-vis des crevaisons. On connaît du Brevet français FR-2 639 880 délivré à la Demanderesse le 21 juin 1991, un pneumatique associant une chambre à air et une garniture annulaire rapportée, qui est en matière plastique expansée. La garniture, par exemple en copolymère éthylène-acétate de vinyle est introduite à l'intérieur de l'enveloppe du pneumatique, après quoi l'ensemble enveloppe-garniture est monté avec la chambre à air sur la jante de la roue. Un inconvénient de cette technique est de nécessiter une pièce complémentaire, qui complique l'approvisionnement et le montage, et augmente le prix. Un autre inconvénient est que la garniture peut être amenée à se déplacer à l'intérieur du pneumatique en cas d'utilisation très sévère, en particulier en compétition, et perdre ainsi son efficacité. On a également proposé, pour réduire les risques de crevaison et permettre le roulement sur un pneumatique plus ou moins dégonflé, de mouler une garniture en mousse, constituée par un matériau plastique expansée, à l'intérieur du pneumatique. Selon les réalisations, cette garniture remplit la totalité du pneumatique ou la majeure partie de celui-ci, dont l'espace vide est alors rempli d'un fluide sous pression, en général de l'air. On obtient ainsi un pneumatique increvable mais au détriment des qualités de roulement du pneumatique et de son rendement. En particulier, lorsqu'une bicyclette est équipée de ce type de pneumatiques, le rendement baisse de 50 % environ, c'est-à-dire que l'effort à fournir pour avancer à une vitesse donnée est à peu près double, et l'on a l'impression désagréable que les pneumatiques collent à la route. De plus, le montage de ces pneumatiques remplis de mousse sur les jantes des roues serait difficile et relativement pénible à faire à la main et nécessite l'utilisation d'une petite machine de montage. La présente invention a pour objet une chambre à air, qui tout en ayant une résistance aux crevaisons renforcée, ne présente pas les inconvénients précités. L'invention concerne ainsi une chambre à air pour pneumatique, présentant un contour externe et un contour interne, caractérisée en ce qu'elle est constituée , au moins dans une zone située en vis-à-vis de la bande de roulement du pneumatique lorsque la chambre à air est montée dans le pneumatique par un matériau élastomère alvéolaire expansé à cellules fermées occupant dans ladite zone l'espace compris entre le contour externe et le contour interne de la chambre à air, laquelle occupe un volume compris entre 5 % et 50 %, et par exemple entre 10 % et 40 % du volume intérieur du pneumatique . Ledit volume est de préférence égal à 25 % du volume intérieur du pneumatique. La mise en oeuvre d'un matériau alvéolaire à base d'élastomère (s) a pour effet de minimiser la baisse de rendement du pneumatique. Pour un pneumatique de cycle ou de motocycle, l'épaisseur de ladite région en matériau alvéolaire est comprise entre 1 mm et 6 mm. La chambre à air est de préférence entièrement réalisée dans ledit matériau élastomère alvéolaire expansée. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une chambre à air telle que définie cidessus. I1 se caractérise en ce qu'il comporte une étape de réalisation d'une préforme de chambre à air en un mélange comportant d'une part un élastomère ou un mélange d'élastomères et d'autre part un agent gonflant, et une étape de vulcanisation produisant également une expansion du ou des élastomères sous forme d'un matériau élastomère alvéolaire à cellules fermées. L'agent gonflant, par exemple un P-P'-oxilisbenzène-sulfinyl-hydrazide, peut être incorporé à raison de 1 à 10 parties en poids d'agent gonflant pour 100 parties d'élastomère. Selon un mode de réalisation préféré, les conditions de température et le temps de vulcanisation sont choisies de manière que l'expansion des agents gonflants et la vulcanisation des mélanges élastomères se terminent sensiblement en même temps. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins ci-annexés dans lesquels - la Fig. 1 représente en coupe radiale un pneumatique équipé d'une chambre à air selon l'invention, - et la Fig. 2 illustre le comportement du pneumatique de la Fig. 1 en cas de crevaison. A la figure 1, on a représenté un pneumatique qui comprend essentiellement une enveloppe 1 en élastomère vulcanisé de forme toroïdale classique. L'enveloppe 1 comprend sur sa surface périphérique extérieure une bande de roulement 3 raccordée par des flancs 2 à des bourrelets de tringle ou de talon 5 permettant le montage du pneumatique par sa partie 4 sur la jante 10 d'une roue de cycle, par exemple de bicyclette ou de motocycle. A l'intérieur de l'enveloppe 1, est montée une chambre à air 20 présentant un contour externe 21 et un contour interne 22 et qui, dans l'exemple représenté, est entièrement réalisée en un matériau élastomère qui a été expansé de manière à présenter des alvéoles fermées. La densité du matériau expansé est par exemple ajustée entre 0,3 et 1,2. On remarquera que la densité de l'élastomère constituant le pneumatique 1 est en général comprise entre 1,0 et 1,3. La chambre à air 20 peut présenter une zone expansée qui se limite à la région 24 située en vis-à-vis de la bande de roulement 3. La mise en oeuvre d'un mélange élastomère expansé permet d'obtenir une chambre à air suffisamment épaisse pour offrir une résistance naturelle aux crevaisons améliorées. Pour un pneumatique de bicyclette ou de motocycle, l'épaisseur radiale e de la chambre à air (ou de la région expansée 24 de celle-ci) est comprise entre 1 mm et 6 mm. La chambre à air peut occuper un volume compris entre 5 % et 50 % du volume intérieur du pneumatique, et de préférence égal à 25 % du volume intérieur du pneumatique. Ceci permet d'éviter l'inconvénient des garnitures en mousse de l'art antérieur, qui, en occupant une majeure partie du volume interne du pneumatique engendraient une baisse importante du rendement. Ceci permet également d'éviter les inconvénients des garnitures rapportées. De plus, le montage de la chambre à air selon l'invention reste classique. Enfin, la mise en oeuvre d'un matériau alvéolaire à base d'élastomère (s) permet de minimiser la perte de rendement du pneumatique. La chambre à air selon l'invention est en outre susceptible d'être facilement fabriquée, puisque son procédé de fabrication reste celui d'une chambre à air classique, à l'exception de l'incorporation d'un ou plusieurs agents gonflants à l'élastomère ou au mélange d'élastomères constituant la chambre à air. On réalise donc de manière classique une préforme de la chambre à air. Les agents gonflants restent inactifs pendant la confection de la préforme, par exemple par extrusion et soudage. Lors de la vulcanisation, le ou les agents gonflants qui n'avaient jusqu'à présent pas eu d'influence sur les caractéristiques du mélange cru, permettent de transformer la préforme en une chambre à air vulcanisée qui est totalement ou partiellement constituée dun matériau alvéolaire à cellules fermées. C'est la chaleur produite au cours de la vulcanisation qui permet cette expansion. La fabrication de la chambre à air reste par ailleurs classique, c'est-à-dire par extrusion-soudagevulcanisation, puisque la présence d'agents gonflants ne modifie pas les caractéristiques du mélange cru. L'agent gonflant peut être un P-P'-oxylis- benzène-sulfinyl-hydrazide, par exemple celui vendu sous la dénomination Multisperce-E-OBSH-75P par la société SAFIC-ALCAN. Il peut être incorporé à raison de 1 à 10 pce, c'est à -dire 1 à 10 parties en poids d'agent gonflant pour 100 parties en poids d'élastomère. Il permet d'obtenir un matériau alvéolaire à cellules fermées avec les mélanges élastomères usuellement utilisés dans la fabrication des chambres à air. Les conditions de température et de temps de vulcanisation sont de préférence choisies de manière à ce que la cinétique de vulcanisation et la cinétique d'expansion soient identiques, c'est-à-dire que l'expansion des agents gonflants et la vulcanisation du mélange élastomère se terminent en même temps. Pour une proportion donnée d'agents gonflants, il existe une plage de température de vulcanisation pour laquelle l'expansion et la vulcanisation se terminent en même temps. On choisit de préférence ce temps comme durée de l'étape de vulcanisation. La proportion d'agents gonflants est choisie dans la plage indiquée en fonction de l'épaisseur e finale souhaitée , par exemple de 1 à 6mm. L'efficacité de la protection est limitée à l'épaisseur radiale e du matériau expansé, qui permet la pénétration d'un objet perforant tel qu'un clou 8 dans l'épaisseur de la chambre, sans atteindre la zone d'air 27 sous pression et donc sans crevaison. Le mélange alvéolaire a une résistance accrue à la déchirure, et limite naturellement la propagation d'une éventuelle amorce de perforation. Un avantage complémentaire de cette chambre est de constituer un volume élastique permettant, même en cas de crevaison, d'occuper une partie du volume interne du pneumatique, et de ne pas détériorer le pneu 1 ni la jante 10 lors du roulage à plat. Comme le montre la Fig. 2, lors d'un roulage à plat, la chambre à air 20 présente en coupe des lignes d'appui 25 qui permettent d'assurer une certaine élasticité au pneu à plat et donc d'assurer une relative protection à l'enveloppe 1 et à la jante 10. REVENDICATIONS 1. Chambre à air pour pneumatique, présentant un contour externe et un contour interne, caractérisée en ce qu'elle est constituée, au moins dans une zone (24) située en vis-à-vis de la bande de roulement (3) du pneumatique (1) lorsque la chambre à air (20) est montée dans le pneumatique (1), par un matériau élastomère alvéolaire expansé à cellules fermées occupant dans ladite zone (24) l'espace compris entre le contour externe (21) et le contour interne (22) de la chambre à air (20), laquelle occupe un volume compris entre 5 % et 50 % du volume intérieur du pneumatique (1). 2. Chambre à air selon la revendication l, caractérisée en ce que la chambre à air (20) occupe un volume de préférence égal à 25 % du volume intérieur du pneumatique. 3. Chambre à air selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour un pneumatique de cycle ou de motocycle, l'épaisseur de ladite zone (24) du matériau alvéolaire est comprise entre 1 mm et 6 mm. 4. Chambre à air selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chambre à air (20) est entièrement réalisée dans ledit matériau élastomère alvéolaire expansé. 5. Pneumatique caractérisé en ce qu'il comporte une chambre à air selon une des revendications précédentes. 6. Procédé de fabrication d'une chambre à air selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réalisation d'une préforme de chambre à air en un mélange comportant au moins un élastomère et au moins un agent gonflant et une étape de vulcanisation produisant également une expansion sous forme de matériau alvéolaire à cellules fermées. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé, ce que l'agent gonflant est incorporé à raison de 1 à 10 parties en poids d'agent gonflant pour 100 parties d'élastomère. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent gonflant est un P-P'-oxylis benzène-sulfinyl-hydrazide. 9. Procédé selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les conditions de température et de temps de vulcanisation sont choisies de manière que l'expansion des agents gonflants et la vulcanisation du mélange élastomère se terminent sensiblement en même temps.