Brevet FR2130097A1 — publié le 19721103

La présente invention se rapporte aux pneumatiques pour roues de véhicules, et elle concerne plus particulièrement les pneumatiques munis d'une carcasse radiale, c'est-à-dire d'une carcasse dont les câblés sont 5 contenus dans des plans méridiens ou forment de petits angles avec ces plans. Il est connu que les pneumatiques à carcasse radiale présentent des avantages inégalables comparativement aux pneumatiques munis d'une carcasse à nappes croisées, et 10 il est également connu qu'ils présentent, au niveau des flancs, une flexibilité de très loin supérieure à ceux des pneumatiques traditionnels. Si, d'un côté, cette plus grande flexibilité des flancs confère au pneumatique radial l'avantage d'un 15 grand confort, qu'il n'est pas possible d'atteindre par les autres constructions, elle peut provoquer d'un autre côté, et dans certaines conditions d'utilisation particulières, une certaine instabilité de la trajectoire du pneumatique, suivant 1'intensité des poussées latérales auxquelles ce 20 pneumatique est soumis, ce qui contraint le conducteur du véhicule à de continuelles, bien que légères, interventions sur le volant pour corriger cette trajectoire. Naturellement, cette instabilité est d'autant plus perceptible que la vitesse du véhicule est plus grande 25 parce que, dans ces conditions, les interventions correctrices mentionnées ci-dessus sont plus fréquentes. Il a déjà été proposé, dans le but d'éliminer cet inconvénient, de nombreuses solutions tendant en général à augmenter la rigidité de la zone inférieure des flancs et 30 consistant à insérer des renforcements de divers types, par exemple des profilés faits d'un mélange de grande dureté, ou bien à adopter des bandes supplémentaires de câblés qui se croisent entre eux et qui croisent les câblés de la carcasse, et ceci en fonction du degré de rigidité que l'on désire 35 donner à cette zone. On entend dans le présent mémoire par zone inférieure du flanc la zone qui s'étend entre le point de largeur maximale de la section du pneumatique (qui correspond à peu près à 1/2 de sa hauteur de section) et le talon de 40 ce pneumatique. 72 04834 2 2130097 En fait, l'insertion de profilés de mélange dur peut être appropriée lorsqu'on veut donner au pneumatique radial un accroissement limité du degré de rigidité transversale des flancs sans provoquer cependant une perte excessive de 5 flexibilité dans le sens radial, ce qui entraînerait une perte excessive de confort. Par contre, lorsque, pour des raisons particulières, le pneumatique exige une forte augmentation de ce degré de rigidité transversale des flancs, il est préférable 10 de recourir aux bandes supplémentaires de câblés croisés. Si, d'un côté, cette dernière solution résout le problème de l'instabilité de la trajectoire du pneumatique aux grandes vitesses, elle peut par contre être -l'origine d'inconvénients d'une autre nature. 15 En effet, en disposant ces bandes supplémen taires de câblés qui se croisent entre eux et qui croisent les câblés de la carcasse, exclusivement dans la zone inférieure des flancs, on donne lieu à une forte différence de rigidité entre cette zone inférieure et la zone haute des flancs ; 20 sous l'effet des poussées latérales que le pneumatique subit en service, cette différence de rigidité engendre des efforts de cisaillement qui tendent à se concentrer au niveau des extrémités radialement extérieures de ces bandes, et dont l'effet risque d'amorcer des séparations entre les 25 bandes et la carcasse ou même des ruptures des câblés de cette dernière. Pour éliminer ces inconvénients, il a déjà été proposé d'utiliser des bandes composées de câblés "élastiques", c'est-à-dire à faible module d'élasticité, qui 30 se croisent entre eux et qui croisent les câblés de la carcasse, et ceci dans le but de permettre aux câblés de la zone inférieure du flanc de se déformer localement les uns par rapport aux autres,afin de réduire la concentration des efforts de cisaillement qui a été mentionnée plus haut ; 35 toutefois, il est évident que ce résultat est obtenu au prix d'une diminution correspondante de la rigidité transversale des flancs et, par conséquent, de la stabilité du pneumatique en service. Le but de l'invention est de réaliser un ^■0 pneumatique à carcasse radiale qui présente une haute rigidité 72 04834 3 2130097 dans les flancs et par conséquent une grande stabilité, sans cependant être affecté des inconvénients cités plus haut. L'invention a donc pour objet un pneumatique pour roues de véhicules, qui comprend une carcasse composée 5 de câblés textiles contenus dans des plans radiaux ou qui forment de petits angles avec ces plans ces câblés s'étendant d'un talon à l'autre, et étant rabattus de l'intérieur vers l'extérieur autour des tringles contenues dans ces talons, chaque talon comprenant un remplissage de caoutchouc dur 10 placé au-dessus de la tringle et qui s'étend vers la zone inférieure du flanc et la zone du talon et la zone inférieure du flanc comprenant une structure de renforcement placée dans une position axialement extérieure à la carcasse, ce pneumatique étant caractérisé en ce que ladite structure de 15 renforcement comprend au moins deux bandes de câblés textiles, entre lesquelles est interposée une bande de câblés métalliques, les câblés textiles étant parallèles entre eux et inclinés tous dans le même sens par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique, les câblés métalliques étant parallèles 20 entre eux et inclinés dans le sens opposé au sens d'inclinaison des câblés textiles, l'angle que les câblés textiles forment avec les lignes circonférentielles du pneumatique étant compris entre 15°et 40°, l'angle que les câblés métalliques forment avec lesdites lignes circonférentielles étant plus grand 25 et la différence entre les valeurs de ces angles étant comprise entre 2° et 10°. Dans le présent mémoire, l'expression "câblés textiles" est utilisée dans le sens qu'on lui attribue habituellement dans l'industrie des pneumatiques et qui comprend, 30 à titre d'exemple, les matières textiles organiques telles que le coton et la rayonne,les fibres de polymères synthétiques, telles que les fibres de polyamides, les fibres de polyester, etc... On entend par coté intérieur de la tringle 35 le côté dirigé vers la concavité du pneumatique, concavité qui est destinée à recevoir la chambre à air. On entend dans le présent mémoire par caoutchouc dur un mélange ayant une dureté comprise entre 80° et 95° Shore, tandis que l'on entend par basse dureté une 40 valeur comprise entre 550 et-65° Shore. 72 04834 2130097 La structure de renforcement décrite ci-dessus s'est révélée particulièrement avantageuse en ce qu'elle confère une grande rigidité transversale aux pneumatiques radiaux, tout en assurant en même temps aux flancs une résistance 5 optimale à la fatigue. Ceci est probablement dû à la combinaison des bandes textiles et de la bande métallique insérée entre ces dernières et, en particulier, au fait que les câblés métalliques sont inclinés d'un angle légèrement supérieur à celui des câblés 10 textiles ; dans cette combinaison, les câblés métalliques et les câblés textiles semblent coopérer entre eux d'une manière qui confère aux flancs du pneumatique la rigidité transversale désirée sans entraîner de rupture due aux continuelles flexions en service. 15 En particulier, étant donné que les câblés métalliques présentent un module d'élasticité supérieur à celui des câblés de la carcasse, ils sont en mesure d'opposer une plus grande résistance aux sollicitations latérales du flanc du pneumatique. 20 D'autre part, étant donné que les câblés des bandes textiles adjacentes présentent un module d'élasticité inférieur à celui des câblés métalliques, ils sont en mesure d'absorber les efforts de cisaillement dus à ces mêmes sollicitations et qui tendent à provoquer des glissements relatifs entre les divers éléments compris dans la zone inférieure du flanc. 25 En d'autres termes, alors que la bande de câblés métalliques assure la fonction de conférer aux flancs des pneumatiques radiaux la rigidité transversale nécessaire, les bandes de câblés textiles adjacentes, tout en contribuant également à augmenter encore cette rigidité, jouent princi-30 paiement le rôle d'éléments amortisseurs en ce sens qu'ils évitent de dangereuses concentrations des- efforts de cisaillement et opposent une haute résistance à la fatigue aux continuelles sollicitations de flexion que le pneumatique subit en service. 35 On a constaté avec surprise que l'on n'observait pas la diminution excessive de confort que l'on aurait pu s'attendre à rencontrer en raison de la présence de câblés disposés suivant trois directions différentes. La structure de renforcement décrite plus haut 72 04834 5 2130097 s'étend de préférence dans la partie inférieure du flanc jusqu'à une hauteur comprise entre 25 % et 45 % de la hauteur de section du pneumatique, la bande de câblés métalliques débordant radialement à l'extérieur des bandes de câblés 5 textiles d'une distance non supérieure à 30 mm. Grâce à cette caractéristique, la zone radialement la plus extérieure de la structure de renforcement ne présente pas de croisements entre câblés métalliques et câblés textiles des bandes correspondantes, et on évite de cette façon une brusque différence de rigidité en passant de la zone inférieure du flanc, qui est intéressée par cette structure, à la zone"supérieure de ce flanc. Suivant un mode d'exécution préféré, au moins la zone " radialement la plus extérieure de cette structure de renforcement 15 est intercalée axialement entre deux profilés de caoutchouc dur, ces profilés débordant radialement vers l'extérieur par rapport à ladite structure sur une distance comprise entre 3 et 30 mm. Cette caractéristique apporte un double avantage,' en premier ' lieu l'avantage de pouvoir rendre encore plus progressive la 20 réduction de rigidité que l'on observe en passant de la zone inférieure du flanc à la zone supérieure de ce flanc, et en deuxième lieu celui de faire participer les profilés de caoutchouc dur à la résistance aux charges de pointe qui sollicitent les extrémités les plus extérieures de la structure de ren-25 forcement et de réduire davantage les glissements relatifs entre les divers éléments qui possèdent des modules d'élasticité différents, en évitant ainsi les séparations éventuelles entre ces éléments. De préférence, le pneumatique comprend, au niveau de 30 la zone radialement la plus extérieure de ladite structure de renforcement, une bandelette de caoutchouc de basse dureté, intercalée entre le profilé de caoutchouc dur axialement le plus inférieur et la carcasse, la section transversale de cette bandelette ayant une longueur comprise entre 15 et 50 mm, et 35 le milieu de cette section transversale étant situé à la hauteur de la zone radialement la plus extérieure de ladite structure de renforcement. On obtient de cette façon un autre avantage consistant en ce que cette bandelette de caoutchouc de basse dureté est 40 en mesure d'absorber une bonne partie des déplacements relatifs 72 04834 6 2130097 entre les divers éléments qui composent la zone inférieure du flanc, et contribue de cette façon à améliorer la résistance de ce flanc à la fatigue. Suivant un autre mode préféré d'exécution, la 5 structure de renforcement est interposée axialement entre la carcasse et le remplissage de caoutchouc dur placé au-dessus des tringles, les bandes de câblés textiles de cette structure se retournant autour des tringles, de l'intérieur vers l'extérieur, et se prolongeant vers la zone inférieure du flanc, 10 jusqu'à une hauteur comprise radialement entre les rabats de la carcasse et les extrémités radialement les plus extérieures de ladite structure de renforcement, la bande de câblés métalliques n'étant pas retournée autour desdites tringles et se terminant à la hauteur de ces dernières. 15 Suivant un autre mode préféré d'exécution, la structure de renforcement est interposée axialement entre le remplissage de caoutchouc dur placé au-dessus des tringles et les rabats de la carcasse, les bandes de câblés textiles de la structure étant rabattues autour des tringles, de l'extérieur 20 vers l'intérieur, et se terminant dans la zone des talons, la bande de câblés métalliques n'étant pas rabattue autour des tringles et se terminant à la hauteur de ces dernières. De préférence le pneumatique comprend une bande de caoutchouc dur, placée dans la position axialement la plus 25 extérieure, et qui s'étend de la base du talon jusqu'à une hauteur radialement plus à l'extérieur que ladite bande de renforcement. Les figures qui vont suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien 30 comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un pneumatique radial suivant l'invention, dont certaines parties sont supprimées dans la région du flanc. La figure 2 représente en coupe transversale le 35 flanc du pneumatique de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'un pneumatique radial suivant une variante de réalisation de l'invention, dont certaines parties sont supprimées dans la région du flanc. 40 La figure 4 représente en coupe transversale le flanc du pneumatique de la figure 3. 72 04834 7 2130097 Sur les figures 1 et 2, on a représenté le flanc d'un pneumatique radial dont la carcasse 1 est composée d'une seule nappe de câblés de nylon qui sont contenus dans des plans radiaux et qui sont rabattus de l'intérieur vers l'extérieur 5 autour de la tringle 2; les rabats 3 s'étendent dans la zone du talon. Au-dessus de la tringle 2 est placé un remplissage 4 de mélange ayant une dureté de 90° Shore, qui s'étend dans la zone du flanc jusqu'à une hauteur représentant 45 % de la 10 hauteur de section H du pneumatique. L'épaisseur du remplissage 4 diminue progressivement du talon vers le flanc. Entre le remplissage 4 et la carcasse 1 est intercalée une structure de renforcement 5 composée de deux bandes 15 de câblés de nylon 6 et 7 entre lesquelles est interposée une bande de câblés métalliques 8. Les câblés de nylon des bandes 6 et 7 sont inclinés dans le même sens par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique parallèles à la tringle 2 et forment avec ces lignes 20 un angle de 22°, tandis que les câblés métalliques de la bande 8 sont inclinés dans le sens opposé au sens d'inclinaison des câblés de nylon, de façon à croiser ces derniers, et ils forment avec lesdites lignes circonférentielles un angle de 25°. Les câblés métalliques de la bande 8 ont une 25 formation de 3x4/0,22 HE, c'est-à-dire qu'ils sont formés de trois torons, chaque toron étant composé de quatre fils et chaque fil ayant un diamètre de 0,22 mm ; le sigle HE représente "High Elongation" c'est-à-dire haute extensibilité ; les câblés de nylon des bandes 6 et 7 et de la carcasse 1 ont 30 un titre de 1400/3. Dans la zone radialement la plus intérieure de la structure de renforcement 5j les bandes 6 et 7 sont rabattues autour de la tringle 2, de l'intérieur vers l'extérieur, puis se prolongent entre le rabat 3 et le remplissage 4, en direction 35 de la zone inférieure du flanc, jusqu'à une hauteur représentant 25 % de la hauteur de section H du pneumatique ; au contraire, le bord radialement le plus intérieur 9 de la bande de câblés métalliques 8 n'est pas rabattu autour de la tringle 2 mais se termine au niveau de cette tringle. 72 04834 8 2130097 Dans la zone radialement la plus extérieure de la structure de renforcement 5, la bande de câblés métalliques 8 s'étend dans la zone du flanc jusqu'à une hauteur représentant 35 % de là hauteur de section H du pneumatique tandis que 5 les bandes 6 et 7 n'atteignent que des hauteurs radiales respectivement inférieures de 9 et de 17 mm à le hauteur de la bande 8. Toujours dans la zone radialement la plus extérieure de la structure de renforcement 5* et dans une position comprise axialement entre la structure 5 et la carcasse 1, se trouvent 10 un profilé en caoutchouc dur 10, adjacent à la structure 5, et une bandelette de caoutchouc 11 de basse dureté, qui est en contact avec 3a carcasse 1. Les duretés du profilé 10 et de la bandelette 11 sont respectivement de 90°Shore et de 60° Shore. 15 La section de la bandelette de caoutchouc 11 de basse dureté possède une longueur de 30 mm; cette bandelette 11 est positionnée de façon que le milieu de sa section soit au niveau de l'extrémité radialement la plus extérieure de la bande de câblés métalliques 8. 20 Le profilé de caoutchouc dur 10 présente un déve loppement égal à celui de la bandelette 11, sauf un léger décalage dans sa zone radialement la plus extérieure. Finalement, dans une position axialement extérieure par rapport au rabat de carcasse 3, est placée une bande 12 25 de caoutchouc dur qui s'étend de la base du talon jusqu'à la hauteur atteinte par le remplissage 4, de façon à rendre progressive la différence de rigidité entre la partie inférieure et la partie supérieure du flanc. Sur les figures 3 et 4, on a représenté une 30 variante de réalisation de l'invention. Ces figures représentent un flanc de pneumatique radial dont la carcasse 15 est composée d'une seule nappe de câblés de nylon contenus dans des plans radiaux et qui sont rabattus de l'intérieur vers l'extérieur autour de la tringle 16; les rabats 17 s'étendent dans la zone 35 du talon, comme dans le pneumatique représenté sur les figures 1 et 2. Au-dessus de la tringle 16 est placé un remplissage 18 fait d'un mélange possédant une dureté de 90°Shore, qui s'étend dans la zone du flanc jusqu'à une hauteur représentant 45 % 40 de la hauteur de section H du pneumatique. 72 04834 9 2130097 L'épaisseur du remplissage 18 diminue progressivement du talon vers le flanc. Entre le remplissage 18 et les rabats 17 de la carcasse est interposée une structure de renforcement 19 5 composée de deux couches de câblés de rayonne 20 et 21 entre lesquelles est interposée une bande de câblés métalliques 22. Les câblés de rayonne des bandes 20 et 21 sont inclinés dans le même sens par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique qui sont parallèles à la tringle 16 10 et ils forment avec ces lignes un angle de 22tandis que les câblés métalliquesde la bande 22 sont inclinés dans le sens opposé à l'inclinaison des câblés de rayonne de manière à croiser ces derniers, et ils forment un angle de 25° avec lesdites lignes circonférentielles. 15 Les câblés métalliques de la bande 22 ont une formation de 1x4/0,22, c'est-à-dire qu'ils sont formés d'un seul toron composé de quatre fils, chaque fil ayant un diamètre de 0,22 mm; les câblés de rayonne des bandes 20 .et 21 ont un titre de 2440/3* tandis que les câblés de nylon de la carcasse 20 ont un titre de 1400/3. Dans la zone radialement la plus intérieure de la structure de renforcement 19, les bandes 20 et 21 sont rabattues de l'extérieur vers l'intérieur autour de la tringle 16, et elles se terminent dans la zone du talon ; 25 au contraire le bord radialement le plus intérieur 23 âe la bande de câblés métalliques 22 n'est pas rabattu autour de la tringle 16 mais se termine à la hauteur de cette tringle. Dans la zone radialement la plus extérieure de la structure de renforcement 19, la bande de câblés métalliques 22 30 s'étend dans la zone du flanc, jusqu'à une hauteur représentant 35 % de la hauteur de section H du pneumatique, tandis que les bandes 20 et 21 n'atteignent que des hauteurs radiales respectivement inférieures de 7 et de 4 mm à celle de la bande 22. 35 Dans la zone radialement la plus extérieure de la structure de renforcement 19* dans une position comprise axialement entre la carcasse 15 et le remplissage 18, se trouve une bandelette de caoutchouc 24 possédant une dureté de 60° Shore; cette bandelette est disposée de façon que le milieu de sa 40 section transversale se trouve au niveau du point radialement 72 04834 10 2130097 le plus extérieur de la bande de câblés métalliques 22 ; la section de la bandelette 24 présente une longueur de 30 mm. Finalement, dans une position axialement extérieure par rapport au rabat 17 de la carcasse, est placée une bande 5 25 de caoutchouc dur qui s'étend de la base du talon vers le flanc jusqu'à la hauteur atteinte par le remplissage 18, de façon à rendre progressive la différence de rigidité entre la partie inférieure et la partie supérieure du flanc.. Il va de soi que des modifications peuvent être 10 apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de.- la présente invention. 72 04834 n 2130097 REVENDICATIONS 1.- Pneumatique pour roues de véhicules, qui comprend une carcasse composée de câblés textiles contenus dans des plans radiaux ou qui forment de petits angles avec 5 ces flancs, ces câblés s'étendant d'un talon à l'autre, et étant rabattus de l'intérieur vers l'extérieur autour des tringles contenues dans ces talons, chaque talon comprenant un remplissage de caoutchouc dur placé au-dessus de la tringle et qui s'étend vers la zone inférieure du flanc, et la zone 10 du talon et la zone inférieure du flanc comprenant une structure de renforcement placée dans une position axialement extérieure à la carcasse, ce pneumatique étant caractérisé en ce que ladite structure de renforcement comprend au moins deux bandes de câblés textiles, entre lesquelles est inter-15 posée une bande de câblés métalliques, les câblés textiles étant parallèles entre eux et inclinés tous dans le meme sens par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique, les câblés métalliques étant parallèles entre eux et inclinés dans le sens opposé au sens d'inclinaison des câblés textiles 20 l'angle que les câblés textiles forment avec les lignes circonférentielles du pneumatique étant compris entre 15° et 40°, l'angle que les câblés métalliques forment avec lesdites lignes circonférentielles étanb plus grand, et la différence entre les valeurs de ces angles étant comprise entre 2° et 10°. 25 2.- Pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de renforcement s'étend dans la partie inférieure du flanc jusqu'à une hauteur comprise entre 25 % et 4-5 % de la hauteur de section du pneumatique, la bande de câblés métalliques débordant radialement 30 à l'extérieur des bandes de câblés textiles d'une distance non supérieure à 30 mm. 3.- Pneumatique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins la zone radialement la plus extérieure de cette structure de renforcement est intercalée 35 axialement entre deux profilés de caoutchouc dur, ces profilés débordant radialement vers l'extérieur par rapport à ladite structure sur une distance comprise entre 3 et 30 mm. 4.- Pneumatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la zone radialement 40 la plus extérieure de ladite structure de renforcement,une f 72 04834 12 2130097 bandelette de caoutchouc de basse dureté, intercalée entre le profilé de caoutchouc dur axialement le plus intérieur et la carcasse, la section transversale de cette bandelette ayant une longueur comprise entre 15 et 50 mm, et le milieu de 5 cette section transversale étant situé à la hauteur de la zone radialement la plus extérieure de ladite structure de renforcement. . 5.- Pneumatique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, la structure de renforcement est interposée 10 axialement entre la carcasse et le remplissage de caoutchouc dur placé au-dessus des tringles, les bandes de câblés textiles de cette structure se retournant autour des tringles, de l'intérieur vers l'extérieur, et se prolongeant vers la zone inférieure du flanc, jusqu'à une hauteur comprise radialement 15 entre les rabats de la carcasse et les extrémités radialement les plus extérieures de ladite structure de renforcement, la bande de câblés métalliques n'étant pas retournée autour desdites tringles et se terminant à la hauteur de ces dernières. 6.-Pneumatique suivant la revendication 4, caractérisé 20 en ce que, la structure de renforcement est interposée axialement entre le remplissage de caoutchouc dur placé au-dessus des tringles et les rabats de la carcasse, les bandes de câblés textiles de la structure étant rabattues autour des tringles, de l'extérieur vers l'intérieur, et se terminant dans la zone 25 des talons, la bande de câblés métalliques n'étant pas rabattue autour des tringles et se terminant à la hauteur de ces dernières. 7.- Pneumatique suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend une bande de caoutchouc dur, 30 placée dans la position axialement la plus extérieure, et qui s'étend de la base du talon jusqu'à une hauteur radialement plus à l'extérieur que ladite bande de renforcement.