CH392868A - Procédé de fabrication d'un pneumatique résistant aux températures élevées - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de fabrication d'un pneumatique résistant aux températures élevées
 L'invention concerne un procédé de fabrication d'un pneumatique résistant à la chaleur utilisable en   particulier    avec des véhicules sur lesquels les pneumatiques sont susceptibles d'être soumis à de fortes températures.



   Ainsi les pneumatiques d'avions à grande vitesse, dont les roues sont escamotées en vol dans des compartiments, y sont   f.réquemment      soumis    à des températures ambiantes qui peuvent   atteindre    plusieurs centaines de degrés. Ces températures sont dues, au moins en partie, au frottement de l'atmosphère sur les parois   extérieures    des compartiments. Ces fortes chaleurs sont évidemment préjudiciables aux pneumatiques.



   Les pneumatiques utilisés jusqu'à présent dans les applications de ce genre sont de construction conventionnelle,   c' est-à-dire    qu'ils comprennent une carcasse à plusieurs couches die cordes caoutchoutées et une   bande de roulement t en caoutchouc, laquelle peut    comporter des renforcements en tissu     cord  .    Dans ces pneumatiques les cordes de renforcement sont    normalement en   Nylon   pour obtenir r le maximum    de résistance. Mais lorsque ces pneus sont soumis à de fortes   températures    leurs dimensions   changent    par suite de l'effet de la chaleur sur les corps de nylon et de   l'augmentation    de la pression de   l'air    de gonflage.



  En outre les mélanges caoutchouteux utilisés peuvent   eux-mêmes être endommagées par la a chaleur.   



   Cette   sensibilité    des pneus à l'égard des fortes températures a pour conséquence que les avions rapides ne peuvent pas être utilisés en toute. sécurité sans de fréquents remplacements. des pneus sur les trains d'atterrissage. Bien plus, certains avions actuels ne peuvent pas être utilisés à leur vitesse maximum du seul fait que les pneus conventionnels qui les équipent seraient incapables d'assurer l'atterrissage après avoir été soumis aux températures ambiantes atteintes en vol à cette vitesse.



      Le même problème se pose aussi pour r des pneu-    matiques autres que ceux d'avion mais qui sont susceptibles d'être soumis à de hautes températures pendant le stockage ou l'utilisation.



   En   conséquence    l'invention a pour but de réaliser un pneumatique pouvant supporter en toute sécurité de fortes températures tant au repos que lors de son utilisation.



   Le procédé objet de l'invention, réside dans le fait que   l'on      incorpore    au pneumatique un matériau   thermo-réfléchissant,    ce matériau formant un revête   ment faisant corps avec le pneu sur sa a surface exté-    rieure et/ou des couches espacées dans l'intérieur du pneu.   I1    réfléchit au moins une partie de la chaleur incidente de sorte que   l'intérieur    du pneu est maintenu longtemps à une température inférieure à celle du milieu ambiant, ce qui évite la séparation des couches de tissu, la dégradation du caoutchouc et autres défauts résultant des températures excessives.



   D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, d'un exemple de réalisation et de certaines variantes en se référant au dessin ci-joint dans lequel :
 La fig. 1 est une vue en perspective d'un pneumatique de véhicule muni d'une couche réfléchissante sur sa surface extérieure.



   La fig. 2 est une section   transversale    du pneu représenté sur la fig. 1.



   La fig. 3 est une vue partielle en coupe, à plus grande   échelle,    de la bande de roulement et du flanc du pneu des fig. 1 et 2,   montrant      plus      clairenient    la couche réfléchissante sur l'extérieur du pneu.



   La fig. 4 est une vue similaire à la fig. 3 mais illustre un mode de réalisation dans laquelle des couches de matériau réfléchissant sont placées entre les  couches de tissu de la carcasse et de la bande de roulement du pneu aussi bien que sur sa   sudace    extérieure.



   Le procédé objet de l'invention est illustré sur les dessins comme étant appliqué à un pneumatique 10 pour train d'atterrissage d'avions à grande vitesse. Un tel pneu, qui est de forme générale toroïdale, comprend une carcasse 11 constituée de plusieurs couches 12 de tissu     cord       (tissu    constitué de cordes parallèles caoutchoutées) dont les bords sont retournés autour des tringles 13 des talons   pour    former les deux talons espacés qui viennent s'assembler dans la jante de la roue. La carcasse est surmontée d'une bande de roulement 14 dont la surface   présente    des reliefs antidérapants convenables figurés ici par plusieurs nervures circonférentielles 15 alternant avec des rainures 16 donnant un profil transversal sinueux à la surface de roulement.

   La bande de roulement est de préférence renforcée aussi par plusieurs couches 17 de tissu   cord   espacées l'une de l'autre d'une distance plus grande que les intervalles ménagés entre les couches de renforcement de la carcasse 12. Cela est obtenu par superposition successive de couches de caoutchouc 18 et des couches de tissu de renforcement. De préférence les cordes des tissus de la carcasse et des couches de tissu 17 de la bande de roulement sont en nylon.



   Des pneus de ce type ont été utilisés avec succès sur des avions devant décoller et atterrir à grandes vitesses. Toutefois, ces pneus, ni les autres pneus précédemment connus ne sont capables de supporter des températures ambiantes s'élevant à plusieurs centaines de degrés pendant des périodes prolongées sans altération des   élastomères    utilisés, décollements des tissus et autres défauts causant la destruction préma  tuée    du pneu. En conséquence le développement et l'utilisation d'avions volant à des   vitesses    engendrant des températures ambiantes élevées dans les pneus escamotés sont sérieusement   compromis.   



   Un pneu construit   conformément    à l'invention est rendu capable de supporter sans dommage des températures ambiantes élevées pendant des périodes prolongées, grâce à l'incorporation   d'un    matériau réfléchissant à l'égard de la chaleur. Ce matériau, qui peut être posé comme une feuille de placage ou de revêtement sur toute la surface extérieure   du    pneu, soit avec ou sans couche   supplémentaire    de ce matériau à   l'intérieur    du pneu et/ou avec l'élastomère de la bande de roulement et de la carcasse réalisée entièrement avec ce matériau, a pour effet de réfléchir au moins une partie de la chaleur de sorte que la température interne du pneu demeure longtemps   inférieure    à celle du milieu environnant.



   Dans le mode de réalisation illustré fig. 2 et 3 la surface extérieure de la bande de roulement et de la carcasse est entièrement garnie   d'une    couche 19 d'un élastomère contenant un   m. matériau    réfléchissant la chaleur sous forme de particules finement divisées 20.



  Ce matériau peut être métallique,   organique    ou inor  ganique ; il    est de préférence formé   de-particules    plates de matière de couleur claire qui ne s'oxyde pas en prenant une teinte sombre lorsqu'elle est chauffée et la quantité de particules est suffisante pour donner l'apparence d'une couche argentée uniforme sur le pneu. Les   particules    ne sont pas simplement étendues ou enduites sur le pneu mais elles sont incorporées dans un élastomère assurant leur liaison et formant partie intégrante du pneu de sorte que la surface de protection ne s'écaille on ne se rape pas mais elle est    au u contraire retenue sur le pneu sauf évidemment sur    les surfaces des nervures 15 qui viennent en contact avec le sol.



   La composition de la couche superficielle est de   préférence    la   suivante   
 Constituants Parties en poids
Caoutchouc   naturel    100
Silice hydratée 40
Acide stéarique 1
Oxyde de zinc 5
Bi-oxyde de titane 10
Phénol   4-Méthyl-6-tertio    butyl 2,5
Bisulfure de benzo-thiazyl 2,25
Sel de zinc de l'acide di-butyl dithio
 carbamique 0,50
Poudre d'aluminium (paillettes ou
 écailles) 10
Bisulfure de Morpholine 3
 174,25
 La poudre   dsaluminium    peut être du type de celle employée comme pigment dans les peintures.



   La poudre d'aluminium est incorporée dans la    composition ciessvs ! us par des procédés bien connus    dans la technique des mélanges caoutchouteux et le matériau est ensuite calandré ou extrudé en feuilles d'épaisseurs   appropriées    pour pouvoir être appliquées sur la bande de roulement et sur la carcasse du pneu   matique cru 10. Dans s la réalisation préférée, l'épaisseur r de la couche 19 dans la région de la bande de    roulement   est    de 0,5 à 1,2   mm    alors que l'épaisseur de la couche sur les flancs est de 2 mm; après que la couche superficielle 19 a été appliquée sur   toute    la surface extérieure du pneu   celui-ci    est galbé et vulcanisé comme habituellement.

   Toute la surface extérieure du pneu terminé représenté fig. 1 a un aspect argenté du fait que   lqaluminium    est en quantité suffisante pour former une surface métallique uniforme sur le pneu. Un pneumatique ainsi réalisé et garni de la couche réfléchissante 19 a été soumis, une fois gonflé, à un chauffage dans un four porté à une température supérieure à 1750 C durant des périodes d'environ cinq heures chacune, sans   dommage    pour le pneu. Au cours de chaque chauffage des relevés ont été effectués par thermocouples de la   température    de l'air contenu et de la bande de roulement au-dessous de la couche 19.

   Ces relevés ont montré que ces températures étaient inférieures à celles de la température ambiante du milieu environnant avec des différences  décroissant graduellement jusqu'à la fin de la période d'essai.



   Des pneumatiques de cette construction ont été aussi essayés dynamiquement en même temps que le traitement à la chaleur, sans   défaillance.    Ainsi, un pneu d'avion de dimensions commerciales 40 x 17,50
 18 de 36   ply rating   comprenant une couche réfléchissante extérieure a subi avec succès neuf cycles du test A suivant et un cycle du test B, la partie dynamique du test étant accomplie sur un dynamomètre de laboratoire, de 3 mètres.



   Test A
   I    Roulement et envol: On a   simulé    le   roulement   
 d'un avion en faisant rouler le pneu sur une dis
 tance de 3,2 km sous une charge de 22 tonnes
 suivi immédiatement d'un simulacre d'envol en
 faisant rouler le pneu à la vitesse maximum du
 dynamomètre (supérieure à 400 km/heure).



  20 Epreuve de chaleur: Le pneu gonflé a été placé
 dans un four environ pendant cinq heures à une
   température      supérieure    à 1750 C pour   simuler    les
 conditions thermiques rencontrées durant un vol
 supersonique.



     3"      Atterrissage    et roulement au sol: Immédiatement
 après l'épreuve de chaleur, le pneumatique brû
 lant a été soumis à un simulacre d'atterrissage
   d'avion    à une vitesse supérieure à 320 km/heure
 suivi aussitôt d'un   simulacre    de   roulement    sur une
 distance de 3,2 km.



   Test B
 Un décollage défectueux d'avion a été   simulé    en faisant rouler le   pneumatique    sur le dynamomètre à pleine charge à une vitesse supérieure à 320 km/ heure puis en arrêtant ensuite le pneu.



   Le pneumatique ainsi   essayé,    ne   montrait      pas    de séparation apparente de ses éléments ni d'autres défauts.



   On a constaté toutefois que la couche   superficielle    était usée seulement sur la surface des nervures centrales 15 mais n'avait pas été enlevée des surfaces des épaules et des secondes nervures   ilntérieures.    ni des rainures de la bande de roulement ou des flancs.



   La fig. 4 des dessins illustre un autre mode de réalisation dans lequel le pneumatique est muni non seulement d'une couche extérieure 19   pardessus    la bande de roulement, et les flancs,   mais    aussi de couches 21 contenant un matériau thermo-réfléchissant   pardessus    chacune des nappes de tissu 12 et 17 de la carcasse et de la bande de roulement. La composition du mélange   d'élastomère    et de matériau   thermo-réfiéchissant    peut être la même que celle décrite ci-dessus pour le mode de réalisation de la fig. 2.



  Dans le présent mode Ide   réalisation    la couche superficielle 19 présente les dimensions indiquées plus haut mais les couches 21 de mélange   thermo-réfiéchissant    des plis de la carcasse et de la bande de roulement ont de préférence une   épaisseur    de 0,38 mm. Les couches 21 peuvent être appliquées sur les plis de renforcement soit au cours de la confection du pneumatique soit   avant      tilislation    de ces plis sur le tambour de   confection.    Un pneumatique ayant la construction de la fig. 4 est galbé et vulcanisé comme habituellement et présente un aspect argenté et des caractéristiques   thermo-réfléchissantes    comme ceux des fig. 2 et 3.

   Um pneumatique selon la fig. 4 présente toutefois de meilleures propriétés   thermoréflé-    chissantes puisque la chaleur passant à travers la surface extérieure du pneu est réfléchie par les couches réfléchissantes 21 des plis de renforcement.



   La composition spécifique de mélange thermo-ré  fléchissante    peut être différente de celle décrite. Par exemple la teneur en particules thermo-réfléchissantes c'est-à-dire   en. aluminium,    peut être modifiée de 10 à 25    /o    par rapport à l'élastomère et   celui    peut être autre chose que du caoutchouc naturel pour autant qu'il soit capable d'une bonne adhérence avec le   caoutchouc    naturel normalement   utilisé    pour enduire les   cordes    de renforcement du pneumatique. De même des particules autres que des particules d'alu  minium    peuvent être utilisées si elles présentent des propriétés similaires.

   En outre la dimension, des par  ticules    peut être modifiée par rapport à la valeur donnée dans l'exemple   de    réalisation spécifique.



     I1    est évident aussi pour l'homme de l'art que les mélanges d'élastomères   peuvent    être modifiés, notamment en ce qui concerne les   agents    de   vulcanisation    et les   accélérateurs.    Ainsi par exemple le sel de zinc et le bisulfure de   morphoiine    peuvent être remplacés par les agents suivants
 Constituants Parties
 Soufre insoluble 3,15
   Diphényl-guanidine    1,00
 D'autres modifications de matières et de quantités peuvent être apportées comme il   apparaîtra    convenable.



   De même, il est possible de réaliser toutes les parties en caoutchouc de la bande de roulement et des flancs du pneumatique avec des   mélanges    thermoréfléchissants plutôt   que    de les utiliser   seulement    sous forme de couches sur la surface   extérieure    du pneu et sur les plis de renforcement.



   Les modes de réalisation ci-dessus ont été   décrits    en référence à   l'emploi    de cordes en nylon pour les plis de la carcasse et de la bande de roulement du fait qu'elles assurent la résistance désirée pour les pneus d'avion à haute vitesse. De telles cordes sont toutefois   sensibles    à la chaleur et tendent à   changer    de dimension lorsque la chaleur   augmente,    malgré le traitement thermique préalable des cordes.

   En fait on a constaté qu'un pneumatique selon les fig. 2 et 3 mais sans couche de protection   thermo-réfléchissante    est non seulement   sujet    à détérioration du caoutchouc au cours des épreuves de chaleur, mais aussi à une augmentation   sensible    de ses dimensions et apparition partielle à l'extérieur des cordes de nylon situées près de la surface du pneu, notamment dans la région de la bande de roulement. Cette dilatation du pneu  avec cordes de renforcement. en nylon et apparition des cordes à l'extérieur était nettement moindre lorsque   l'on    utilisait un matériau   thermo-réfléchissan°.   



   Des pneumatiques   thermo-réfléchissants    sont particulièrement utiles pour les avions à haute vitesse, cependant, des pneumatiques. non destinés à des avions peuvent être également protégés contre des températures ambiantes élevées et/ou contre des températures de service élevées en utilisant le matériau thermo-réfléchissant comme décrit ci-dessus.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un pneumatique résistant aux températures élevées caractérisé en ce qu'on incorpore au pneumatique un matériau thermo-réflé- chissant formant un revêtement faisant corps avec le pneu sur sa surface extérieure et/ou des couches espacées dans l'intérieur du pneu.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que le matériau tthermo-réfléchissant est con sa titué par un mélange d'élastomère et de particules finement divisées d'un matériau réfléchissant.

   2. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que le matériau thermo-réfléchissant consiste en un métal finement divisé sous forme de particules en forme de fines écailles.

   3. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que la couche thermo-réfléchissante contient de 10 à 25 < )/o environ, en poids, de matériau réfléchissant par rapport à l'élastomère.

   4. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que la proportion de matériau Ithermo-réfléchis- sant est suffisante pour que la surface extérieure du pneumatique paraisse être recouverte d'une couche uniforme de ce matériau thermo-réfléchissant.

   5. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche thermo-réfléchis- sante est de l'ordre de 0,5 à 2 mm.

   6. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que le pneumatique comprend une bande de roulement laminée c'est-à-dire renforcée par des couches de tissu réparties dans l'épaisseur du caoutchouc de la bande de roulement, ces couches étant recouvertes ou enduites de mélange thermo-réfléchis- sant.

   7. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que les couches de tissu constituant la carcasse du pneumatique sont recouvertes ou enduites de mélange thermo-réfléchissant.

   8. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que les cordes constituant les tissus de renforcement de la carcasse et/ou de la bande de roulement sont en nylon.

   9. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que l'épaisseur des couches thermo-réfléchissantes incorporées dans la carcasse et dans la bande de roulement est de l'ordre de 0,38 mm.

   10. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que la couche thermo-réfléchissante située à l'extérieur du pneumatique est pllus épaisse sur les flancs qu'au sommet du pneu.

   11. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche extérieure thermoréfléchissante est de l'ordre de 0,5 à 1,2 mm au som met et de l'ordre de 2 mm sur les flancs du pneumatique.