Brevet FR2781723A1 — publié le 20000204

L'invention concerne un pneumatique destiné à équiper des véhicules lourds et à être monté sur une jante dont les sièges sont inclinés par rapport à l'axe de rotation d'un angle compris entre 0 et 16 , c'est-à- dire des jantes à sièges plats aussi bien que des jantes à sièges inclinés à 5 et/ou 15 , et plus particulièrement un pneumatique dit sans chambre à air. Dans les techniques généralement utilisées de vulcanisation d'ébauches crues de pneumatiques, ladite ébauche est conformée et plaquée contre le moule de vulcanisation au moyen d'une vessie en caoutchouc gonflable et susceptible de transmettre la chaleur, vessie qui peut être épaisse et communément appelée bag de vulcanisation ou alors mince et alors appelée membrane de vulcanisation. L'inconvénient de ces techniques est dû, d'une part au dispositif ou presse nécessaire à sa réalisation et, d'autre part à la nature de la vessie de gonflage elle-même qui, sensible à de multiples détériorations, doit être remplacée après un certain nombre de cuissons effectuées, opération de remplacement d'une part coûteuse et génératrice d'autre part de temps d'arrêt de la presse de vulcanisation qui se répercutent sur le prix de revient du pneumatique, d'autant plus que la vessie de caoutchouc ne permet pas la vulcanisation la plus rapide qui serait souhaitée. En outre d'éventuelles hétérogénéités de la vessie se retrouvent, la vulcanisation terminée, dans le pneumatique terminé et affectent directement la production. Lors du processus de conformation par exemple, les endroits les plus faibles en épaisseur de la vessie gonflable se dilatent plus fortement que les autres et provoquent une dilatation excessive de l'ébauche de pneumatique aux endroits correspondants. On peut mentionner encore que la vessie gonflablc comporte à sa surface extérieure une série de rainures destinées à l'évacuation dc l'air emprisonné entre l'ébauche de pneumatique et la vessie. Lors du processus de vulcanisation, les dites rainures forment à la surface intérieure du pneumatiquc des nervures qui peuvent provoquer des déformations des couches intérieures de l'armature de carcasse, De plus, et plus particulièrement dans le cas de l'utilisation d'une membrane, de nombreux plis existent sur ladite membrane; et le manque d'uniformité ainsi créé se répercute sur le pneumatique lui-même. Pour parer aux inconvénients ci-dessus, on a été conduit, en renonçant à l'utilisation d'une vessie de gonflage et de vulcanisation, à faire agir le fluide de vulcanisation directement sur la paroi intérieure de l'ébauche de pneumatique, tandis que l'on vient presser suivant la direction axiale et au moyen de plaques circonfèrentielles dites de serrage les talons ou bourrelets de l'ébauche contre les surfaces correspondantes du moule de vulcanisation. Dans les dispositifs de vulcanisation utilisés antérieurement sans vessie de gonflage, les inconvénients de l'utilisation de plaques ou anneaux de serrage sont premièrement d'ordre mécanique, la mise en place de telles plaques après fermeture de la presse demandant une haute technicité mécanique, et deuxièmement d'ordre thermique, la partie du bourrelet comprimée axialement étant soustraite à l'action du fluide de chauffage, ce qui provoque de manière évidente une variation de température de vulcanisation dans le bourrelet même et crée donc une différence notable de vulcanisation, d'o une hétérogénéité de qualité de mélanges et pour conséquence une endurance de bourrelet fortement diminuée. Que ce soit lors de l'opération de vulcanisation, ou après montage du pneumatique sur sa jante, il cst essentiel d'établir une étanchéité parfaite dans la région des bourrelets entre les éléments soit de l'ébauche soit du pneumatique et les éléments métalliques correspondants soit du moule de vulcanisation soit de la jante de montage. En effet, d'une part la pénétration du fluide de vulcanisation entre la paroi extérieure du pncumnatique et le moule conduirait à des pneumatiques défectueux, et d'autre part la prise d'étanchéité lors du montage sur jante et gonflage serait rendue impossible du fait de l'absence de pointe de gomme, absence inhérente au choix de la cuisson sans vessie et sans anneaux de serrage. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients combinés décrits ci- dessus. Le pneumatique pour véhicules "lourds", conforme à l'invention, destiné à être monté sur une jante dont les sièges sont inclinés avec un angle pouvant être compris entre 0 et 16 par rapport à l'axe de rotation et comprenant une armature de carcasse radiale ancrée dans chaque bourrelet, est caractérisé en ce que, ledit pneumatique étant vulcanisé par action du fluide de vulcanisation directement sur les parois intérieures de l'ébauche de pneumatique et les dites parois ayant des extrémités radiales à la base des bourrelets, le siège de chaque bourrelet est composé, axialement à l'extérieur par une première portion tronconique, la génératrice de ladite portion faisant avec l'axe de rotation un angle a compris entre 5 et 30 et ayant une largeur axiale LI comprise entre 0,05 et 0, 12 fois la hauteur sur jante du dit pneumatique, le bord de ladite première portion tronconique étant axialement muni d'une protubérance de caoutchouc, continue circonférentiellement, de hauteur h comprise entre 0,5 mm et 3 mm, de largeur I comprise entre 0,25 et 0,60 fois la largeur LI, ladite protubérance assurant la jonction axiale avec l'extrémité axialement extérieure d'une deuxième portion tronconique, dont la génératrice fait avec l'axe de rotation un angle X compris dans l'intervalle (-5 , +5 ). Le siège du bourrelet ainsi décrit correspond à la forme obtenue par moulage sur la partie métallique du moule de vulcanisation, et ledit siège ne présente pas l'aspect granuleux de la paroi intérieure du pneumatique, granulométrie due à l'absence de contact, pendant la vulcanisation, entre le caoutchouc de ladite paroi et soit le caoutchouc de la vessie de vulcanisation ct/ou le métal du moule. Si l'on entend par diamètre du bourrelet le diamètre mesuré à l'intersection de la génératrice du siège et de la paroi axialement extérieure et sensiblement verticale dudit bourrelet, et si l'on donne la même définition au diamètre de jante à 150, il est avantageux que le diamètre du bourrelet soit compris entre 0,995 et 0,998 fois le diamètre de jante. La hauteur h de la protubérance est mesurée sur une perpendiculaire à la génératrice tronconique de la première portion de siège de bourrelet. La largeur axiale de la deuxième portion tronconique (ou cylindrique) de siège de bourrelet est variable et fonction de la largeur totale du siège de bourrelet, qui peut être très variable en fonction de l'architecture intérieure du bourrelet. L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé à la description illustrant à titre non limitatif des exemples d'exécution, dessin o l'on voit: - sur la figure 1, le profil méridien du siège d'un bourrelet de pneumatique 385/65 R 22.5, conforme à l'invention, -sur la figure 2 un premier bourrelet conforme à l'invention, - sur la figure 3 un deuxième bourrelet conforme à l'invention, - sur la figure 4 un troisième bourrelet conforme à l'invention. Le contour méridien (figure I en traits pointillés) de la jante J de montage du pneumatique conforme à l'invention, ladite jante ayant des sièges de jante inclinés à + 1 , est, selon les normalisations internationales, principalement formé d'un rebord (1) de jante, circulaire de rayon RI, constant quels que soient la largeur A et le diamètre nominal Dj de la jante, rebord réuni au siège incliné (2) par une portion circulaire de rayon R2, constant lui aussi. Le siège incliné (2) s'étend sur une distance axiale P dont, selon les normes ETRTO, la valeur minimale varie selon les dimensions de jante, entre 25 et 36 mmin. Côté montage du pneumatique, le siège (2) est réuni à la gorge de montage (3) par une succession de deux arcs de cercle de rayons R3 et R4 s respectivement, égaux à 8 et 16 mm. La gorge (3) possède une profondeur H minimale ainsi qu'une largeur minimale à respecter pour un montage correct du pneumatique, cette profondeur et cette largeur étant normalisées. Si l'on considère le côté opposé au côté montage du pneumatique, le rebord de jante (1) et le siège (2) sont symétriques au rebord (1) et au siège(2) du côté montage. Par contre, le siège (2) est prolongé axialement à l'intérieur par une partie cylindrique (non montrée) de largeur telle que la largeur axiale de la jante et la largeur axiale de sa gorge de montage soient respectées. Cette partie cylindrique a, par ailleurs, un diamètre inférieur ou égal à Dj - 22 mm, selon la dimension de la jante. Quant au profil méridien AB du siège (20) de bourrelet de pneumatique, profil conféré par le profil du siège de la partie métallique correspondante du moule de vulcanisation et profil destiné à entrer au moins partiellement en contact avec le siège de jante, il est relié à la partie sensiblement verticale (24) du moule de vulcanisation par un arrondi de faible rayon. Ledit siège (20) de largeur axiale L est composé, axialement à l'extérieur, d'une première portion (21) tronconique, la génératrice AC de ladite portion faisant avec l'axe de rotation un angle ca égal à 25 et ayant une largeur axiale L1 égale à 0, 07 fois la hauteur H du pneumatique sur jante (il faut entendre par hauteur du pneumatique sur jante la distance radiale séparant le point du profil méridien d'armature de carcasse le plus éloigné de l'axe de rotation de la droite parallèle à l'axe de rotation passant par le point d'intersection de la génératrice tronconique de jante avec la portion du rebord de jante perpendiculaire audit axe de rotation). Le bord CD axialement intérieur de la première portion (21) est munie d'une protubérance (23) de caoutchouc, continue circonférentiellement et présentant, vue en section méridienne, une section de forme quasi- triangulaire, avec une hauteur h égale à I18 mm et une base de largeur axiale I égale à 0,5 fois la largeur Ll de la première portion tronconique (2 1) de bourrelet. Si la hauteur h est inférieure à 0,5 mm, la protubérance (23) n'est pas pleinement efficace, et si ladite hauteur est supérieure à 3 mm, ladite protubérance sous l'effet du serrage du bourrelet sur la jante J se couche et perd aussi de son efficacité. De même, si la largeur 1 est inférieure à 0,25 fois la largeur L], la protubérance se couche, et si 1 est supérieure à 0,6 fois la largeur LI, le montage du pneumatique sur sa jante de service devient difficile. Ladite protubérance (23) assure la jonction axiale entre la portion tronconique (21) et une deuxième portion tronconique (22) de largeur axiale L,, égale à 0,3 fois la largeur LI, dans l'exemple décrit, et dont la génératrice BC fait avec l'axe de rotation un angle égal à 0 (une génératrice cylindrique étant considérée comme une génératrice tronconique à angle nul). Le diamètre DB du bourrelet est égal à 0,998 fois le diamètre Dj de la jante de montage J, ce qui correspond à une serrage suffisant du bourrelet sur sa jante en vue d'éviter toute rotation sur jante. La figure 2 montre le bourrelet B d'un pneumatique conforme à l'invention, ledit pneumatique étant doté d'une armature de carcasse radiale, composée dans l'exemple décrit d'une seule nappe (10) de càbles métalliques en acier inextensibles. Ladite nappe de carcasse est ancrée par enroulement à au moins une tringle (30), composée de plusieurs fils à section rectangulaire enroulés et enrobée dans une couche (31) de mélange caoutchouteux à haut module d'élasticité. La position axiale du centre de gravité de la section transversale de la protubérance (23) est alors sensiblement au droit de la partie axialement intérieure de la tringle (30). L'ancrage se fait par un rctoumement (11) autour de la couche (30). Entre l'armature de carcasse (10) et son retournement (I 1), radialement au dessus de la tringle (30), est disposé un premier bourrTage de tringle (40) en mélange caoutchouteux de dureté Shore A généralement élevée, ledit premier bourrage (40) étant prolongé radialement par un deuxième bourrage (50) cn mélange caoutchouteux de dureté Shore moins élevée que la précédente et l'extrémité radialement supérieure dudit bourrage (50) étant sensiblement située au niveau de la largeur axiale maximale du pneumatique. La structure du bourrelet conforme à l'invention comprend aussi une armature de renforcement (60), formée aussi d'une seule nappe (60) de câbles métalliques inextensiblcs en acier parallèles entre eux dans la nappe et faisant avec la direction circonférentielle un angle de 22 , ladite nappe (60) étant située axialement à l'extérieur du retournement ( 11) de la nappe de carcasse (10) et séparée dudit retournement par un profilé de mélange caoutchouteux (80), recouvrant ledit retournement et le profilé (50). Une couche de mélange de protection (90) entoure la face axialement extérieure et la base du bourrelet, assurant le contact avec la jante J. Comme on peut le constater sur la figure 2, le profil méridien de la paroi axialement intérieure du bourrelet (radialement au-delà de B) est sensiblement le même à l'état vulcanisé qu'à l'état cru, c'est-à-dire sensiblement circulaire, du fait de l'absence sur ladite face, pendant la vulcanisation, de vessie de vulcanisation ou de métal d'anneaux de serrage axial: cette vulcanisation sans contrainte axiale sur le bourrelet permet la conservation des formes et des positions respectives des éléments constitutifs du pneumatique, en particulier la conservation des formes intérieures dudit pneumatique et la conservation des positions des armatures de renforcement, d'o l'absence de précontraintes nuisibles occasionnées par la mise en forme entre l'état cru et l'état vulcanisé du bourrelet. La figuire 3 concerne une architecture de bourrelet conforme à la description de la demande FR 97/14 409, non publiée à ce jour, et en particulier à la description correspondant à la figure 3 de ladite demande. Le pneumatique "PoidsLourds", également de dimension 385/65 R 22.5 (figure 3), est destiné à être monté sur une jante base creusc possédant des sièges de jante inclinés à 15 , et comprend une bande de roulement réunie à deux bourrelets par deux flancs. Une armature de carcasse, composée d'une seule nappe (10) de câbles métalliques en acier, renforce ledit pneumatique, ladite armature de carcasse ayant dans chaque bourrelet un profil méridien courbé en allant axialement et radialement de l'extérieur à l'intérieur pour former un bord axialement intérieur localisé dans un angle ouvert axialement et radialement vers l'intérieur, dont l'un des côtés est parallèle à l'axe de rotation et de valeur au plus égale à 25 . Ledit profil méridien de la nappe de carcasse (10) est formé des deux arcs de cercle AiBl et BiC1, l'arc B1C1 étant prolongé d'un segment de droite C1D1 faisant avec l'axe de rotation un angle de 10 . La portion d'armature de carcasse (10) comprise dans le bourrelet est renforcée, d'une part par une couche additionnelle (6) radialement extérieure et axialement intérieure est composée de deux nappes (61) et (6,) de câbles métalliques en acier, et d'autre part par une deuxième couche additionnelle (7), ladite deuxième couche étant formée de deux parties * d'une première partie (70), s'étendant du point BI jusqu'à une perpendiculaire à l'axe de rotation abaissée du point C1 du profil méridien d'armature de carcasse, et formée d'une nappe de câbles métalliques en acier, inextensibles, et orientés circonférentiellement; et * axialement à l'intérieur à partir dudit point Cl d'une deuxième partie (71) forindée d'une nappe de câbles métalliques en acier ondulés dans le plan de la couche et d'orientation moyenne circonférentielle. nappe de constitution identique à la nappe tformant la troisième partie. Le profil méridien du siège (20) de bourrelet de pneumatique répond exactement aux mêmes critères que ceux définis précédemment, puisque nous sommes en présence de la mêmre dimension de pneumatique. Ledit profil est composé, axialement à l'extérieur, d'une première portion (21) tronconique dont la génératrice AC de ladite portion fait avec l'axe de rotation un angle ae égal à 25 et de largeur axiale L1 le bord CD axialement intérieur de ladite première portion (21) étant munie d'une protubérance (23) de caoutchouc, continue circonférentiellement, de même forme en section méridienne, ladite protubérance (23) assurant la jonction axiale entre la portion tronconique (21) et une deuxième portion tronconique (22) de largeur axiale L2, dont la génératrice fait avec l'axe de rotation un angle égal à 0 . Par contre, et à la différence du premier exemple décrit, la portion arrondie qui réalise, radialement au-delà du point B, la jonction entre le siège de bourrelet et la paroi intérieure du flanc de pneumatique, possède, du fait de l'architecture particulière du bourrelet, un rayon de courbure de valeur moins élevée, ledit rayon pouvant ne pas être raccordé tangentiellement à la portion (22). La figure 4 montre une variante de bourrelet selon la réalisation de la figure 2, et pour laquelle l'emploi d'une cuisson sans membrane combinée au profil spécial du siège de bourrelet présente un avantage conséquent et certain. Le bourrelet montré est tel que le profil méridien de l'armature de carcasse radiale (10) ne présente pas de point d'inflexion I (radialement au dessus de la tringle: figure 2), ledit profil ayant un tracé, compris entre le point de plus grande largeur axiale (non montré) de l'armature (10) et le point de tangence T à la tringle d'ancrage (30) (enrobée ou non) continuellement convexe. L'invention permet d'obtenir un rendement et une régularité de fabrication impossibles avec les procédés de vulcanisation usuels. REVENDICATIONS. 1 - Pneumatique pour véhicules "lourds", destiné à être monté sur une jante J dont les sièges sont inclinés à un angle compris entre 0 et 16 par rapport à l'axe de rotation et comprenant une armature de carcasse radiale (10) ancrée dans chaque bourrelet, est caractérisé en ce que, ledit pneumatique étant vulcanisé par action du fluide de vulcanisation directement sur les parois intérieures de l'ébauche de pneumatique et les dites parois ayant des extrémités radiales à la base des bourrelets, le siège (20) de chaque bourrelet est composé, axialement à l'extérieur par une première portion tronconique (21), la génératrice AC de ladite portion (21) faisant avec l'axe de rotation un angle ca compris entre 5 et 30 et ayant une largeur axiale L 1 comprise entre 0,05 et 0,12 fois la hauteur H sur jante du dit pneumatique, le bord CD de ladite première portion tronconique étant axialement muni d'une protubérance (23) de caoutchouc, continue circonférentiellement, de hauteur h comprise entre 0,5 mm et 3 mm, de largeur I comprise entre 0,25 et 0,60 fois la largeur L 1, ladite protubérance (23) assurant la jonction axiale avec l'extrémité axialement extérieure d'une deuxième portion tronconique (22), dont la génératrice BC fait avec l'axe de rotation un angle compris dans l'intervalle (-5 , +5 ). 2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du bourrelet DB soit compris entre 0,995 et 0,998 fois le diamètre de jante Dj.