Brevet FR2338811A1 — publié le 19770819

La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux pneumatiques du type décrit dans la demande de brevet français NO 72.26 702 du 25 juillet 1972 de la Demanderesse, et elle concerne plus particulièrement des perfectionnements apportés à la couronne des pneumatiques et encore plus particulièrement des perfectionnements apportés au renforcement de ladite couronne. Les pneumatiques du type concerné sont à section trapézoidale et sont constitués de deux flancs, qui s'écartent à partir des talons jusqu'à la zone de fixation à la couronne, qui normalement, présentent une convexité dirigée vers l'intérieur et qui se trouve à l'état de compression importante lorsque le pneumatique est gonflé, et d'une couronne en général convexe vers l'extérieur, plus large que toute autre partie du pneumatique, et munie d'un renforcement en général annulaire et pratiquement inextensible dans la direction circonférentielle.De cette manière, les zones extremes de la couronne, conjointement avec les talons, définissent en première approximation les quatre sommets d'un trapèze isocèle dont la grande base est adjacente à la bande de roulement et dont les côtés sont définis par les flancs du pneumatique, abstraction faite de leur forme arquée typique. Dans un tel type de pneumatique, la partie centrale de la couronne fait fonction de bande de roulement proprement dite en ce qu'elle se trouve normalement en contact avec le terrain au cours de la marche du véhicule en ligne droite, tandis que les parties latérales de la couronne peuvent occasionnellement venir en partie en contact avec le terrain, et, en partie aussi, ne plus venir en contact avec lue terrain. Dans le cas le plus usuel, ladite zone centrale occupe.de 0,5 à 0,8 de la largeur totale de la couronne. Dans des pneumatiques de ce type, il est important que le renforcement possède une inextensibilité circonférentielle importante. Cette nécessité peut être plus ou moins ressentie dans les différentes zones de la couronne et, en général, elle est particulièrement ressentie dans les zones de fixation des flancs à la couronne. Le renforcement peut être constitué d'une struc ture unique et continue, ou de plusieurs structures. La Demanderesse a observé - et cette observation est à la base de la présente invention - d'une part, que dans les pneumatiques du type précité, la couronne est soumise à un régime de flexion particulier dont on ne trouve plus l'analogue dans d'autres pneumatiques de quelque type que ce soit, pas plus, en particulier, dans les pneumatiques dont les flancs sont soumis à la tension, que dans d'autres types (proposés dans la littérature et non entrés dans l'usage) dont les flancs sont soumis à la compression, mais toute la largeur de la couronne est essentiellement en contact avec le terrain, et que, d'autre part, par l'application de chargea au pneumatique (à l'état gonfle, lorsque les flancs sont soumis à la compression) , on crée un régime mécanique extrêmes ment complexe, impossible à dominer par des considérations théoriques. Dans les pneumatiques décrits dans la demande de brevet français précitée, ainsi que dans d'autres pneumatiques de type analogue décrits dans d'autres brevets de la Demanderesse, le flanc est muni de zones d'amincissement correspondant à la fixation du flanc a la couronne et de prFf6- rence, aussi, au voisinage des talons. Il est évident que ces zones d'amincissement travaillent comme des charnières imparfaites, permettant la localisation des rotations mutuelles des parties adjacentes auxdites zones, rotations dues aux sollicitations à la flexion desdites parties.On a maintenant trouvé qu'il est possible d'obtenir des effets techni es remarquables en créant dans la couronne même, par adjonction auxdites charnieres imparfaites ou par substitution partielle ou totale desdites charnières, des zones ayant une rigidité à la flexion qui est réduite par rapport aux portions de la couronne adjacentes des deux côtés. Les flexions auxquelles on se refere dans le présent mémoire se rapportent toujours (sauf précision contraire) à la section raciale du pneumatique et ce sont donc des flexions où tout- élément du pneumatique se déplace dans le plan de la section radiale qui le continent. De manière pra tique, ladite rigidité, réduite à la flexion est obtenue en modifiant de manière appropriée la rigidité à la flexion du renforcement, car la modification de la rigidité à la flexion de la partie élastomère de la couronne comporterait soit l'utilisa- tion de matières différentes, soit l'utilisation de sections différentes, ce qui présenterait non seulement des difficultés de réalisation mais aussi des inconvénients fonctionnels considérables. Les zones de rigidité réduite à la flexion peuvent être réalisées par plusieurs procédés. Le plus simple consiste purement et simplement en une interruption du renforcement, c'est-à-dire qu'il consiste à utiliser, au lieu d'une structure de renforcement unique et continue, plusieurs structures de renforcement sensiblement adjacentes. Un autre moyen de realiser la rigidité réduite à la flexion consiste à associer de manière non uniforme plusieurs structures de renforcement, sans que le renforcement ne manque plus complètement dans aucune zone, comme on peut l'effectuer, par exemple, en utilisant dans certaines parties du pneumatique deux ou plusieurs structures de renforcement et en d'autres parties une seule structure (renforcement multiple et renforcement simple). Dans ce -cas, il est également possible d'élargir les zones de rigidité réduite à la flexion sans effets nocifs sur l'inextensibilité circonférentielle. Un autre système consiste à changer la nature du renforcement, en utilisant par exemple dans certaines zones des ma tières de renforcement distribuées au lieu d'une structure textile annulaire. Un-autre système consiste à changer les caractéristiques de la structure de renforcement, ou une desdites caractéristiques, sans en interrompre la continuité, ce que l'on peut faire de plusieurs manières différentes, de même pour ce qui est des structures textiles, en modifiant le type ou les quantités de câblés utilisés ou-le type d'entrelacement des câblés. Dans le présent mémoire, l'expression "structure textile" comprend aussi les structures composées de fils métalliques, de verre ou d'autres matières minérales. Les procédés précités peuvent être combinés ou associés, et plusieurs autres peuvent être facilement réalisés par l'homme de l'art sans sortir du cadre de la présente invention. On a constaté, à la suite d'expériences étendues et complexes effectuées par la Demanderesse, que l'invention permet d'améliorer la tenue sur route présentée par le pneumatique dans des conditions déterminées. Par exemple, on peut augmenter la surface de la couronne qui vient en contact avec le terrain, lorsque la charge augmente, plus rapidement qu'on ne pourrait le faire en l'absence des zones de rigidité réduite à la flexion, de même qu'on. peut augmenter l'adhérence du pneumatique dans des conditions de sollicitation latérale. En même temps, une partie de la sollicitation à la flexion est déchargée par les flancs, qui se déforment donc moins et se trouvent dans des conditions mécaniques meilleures.Par l'application de l'invention, il est egalement possible de realiser des flancs avec des sections minimes augmentées et avec une possibilité meilleure du pneumatique de porter la charge sans augmentation dangereuse des pertes par hystérésis et de l'échauffement localisé des flancs. D'autres avantages apparattront dans ce qui suit. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre en coupe radiale un pneumatique selon un exemple de réalisation de l'invention ; les figures 2, 3, 4 et 5 montrent d'autres exemples de réalisation de l'invention, dans une représentation simplifiée qui seront mieux expliqués dans ce qui suit. En se référant à la figure 1, le pneumatique est représenté à l'état gonflé mais non chargé, monté sur une jante appropriée, dont on a représenté les rebords 14. Sur ces rebords s'insèrent les talons 13 du pneumatique et desdits talons s'écartent les flancs indiqués en général par la référence 12, dont les lignes médianes 18 en traits mixtes présentent, comme on le voit, une convexité dirigée vers l'intérieur du pneumatique. La couronne, indiquée en général par la référence 11, possède une zone centrale 16, qui est aplatie lorsque le pneumatique est sous charge, pour venir en contact avec le terrain1 et deux zones latérales 17 qui, dans la configuration normale du pneumatique sous charge, sont écartées du terrain. La partie-centrale est munie d'une première structure et d'une seconde structure de renforcement 15 et 15'. Lesdites structures sont indiquées comme des couches uniques en matière textile mais, en réalité, elles pourraient également être constituées chacune de plusieurs nappes ou couches, l'illustration n'étant que symbolique. La structure située plus à l'intérieur 15 s'étend aussi dans les zones 17 et chaque extrémité est repliée pour constituer une deuxième couche 15" qui intéresse uniquement les zones extrêmes correspondantes de la couronne. Par contre, la couche 15' est limitée à la zone centrale 16, ou ne s'étend que de peu au-delà de ladite zone vers l'extérieur, n' intéressant donc pas du moins la partie essentielle des zones extrêmes 17.Dans l'exemple particulier représenté sur la figure 1, le renforcement de chacune des zones extrêmes est complété par une série de câblés 19 qui se trouvent entre la partie extérieure de la couche 15 et sa partie repliée 15". Lesdits câblés pourraient cependant aussi bien manquer ou être remplacés par différents éléments de renforcement, tels que d'autres nappes ou éléments élastomères comprenant des matières de protecteur distribuées, telles que fibres de verre, et ainsi de suite.En outre, bien que la couche 15" soit représentée ici comme étant un prolongement de la couche 15 qui est repliée aux extrémités, il pourrait s' agir par contre de structures -complètement séparées et distinctes. I1 reste dans chaque moitié de la couronne entre l'extrémité extérieure de la couche 15 et l'extrémité intérieure de la couche 15', un espace 20 ou le renforcement est constitué uniquement de la structure 15 et, par conséquent, la rigidité à la flexion de la couronne est beaucoup plus réduite que dans les parties adjacentes à la zone 20 et des deux côtés de ladite zone. Cela crée dans ces deux points symétriques 20 de la couronne une situation mécanique qui peut se définir, bien que seulement de manière approximative, com me comportant la présence d'une charnière imparfaite. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le flanc (indiqué en général par la référence 12) présente des zones à section réduite à la fixation soit des talons, soit de la couronne, de sorte que dans ces points, également, se créent des zones qui peuvent être dénommées char nières ou articulations imparfaites, mais ce dernier détail n'est aucunement nécessaire pour l'invention, le flanc pouvant être constitué aussi d'autre manière et être par exemple de section constante ou tout simplement de section aug mentée, par exemple au voisinage de la fixation à la couronne. Conséquemment, dans les figures suivantes, le flanc n'est plus représenté, les figures étant limitées à la couronne, dont uniquement la structure constitue l'objet de l'invention. Pour simplifier la représentation, les figures 2 à 5 sont modifiées de la manière suivante : non seulement on représente uniquement la couronne, mais on omet les hâchures de la section de matière élastomère, tandis que les structures ou nappes du renforcement, au lieu d'être indi quées en trait double comme sur la figure 1, sont indiquées chacune par un trait simple épaissi. Cela rend la représentation encore plus schématique, mais toutefois adéquate pour l'explication des exemples de réalisation de l'invention. En se référant donc à la figure 2, la couronne 21, présentant une zone centrale 26 et des zones extrêmes 27, est renforcée par une série de structures ou nappes, dont certaines s'étendent jusque dans les zones de fixation des flancs, tandis que d'autres sont limitées à la zone 26 ou ne s'étendent pas beaucoup au-delà de cette zone et, de toute façon, n'intéressent pas la partie prédominante des zones extrêmes 27. Les premières nappes sont indiquées par 25-25' et les secondes par 28-28'. Dans chacune des zones extrêmes il est prévu salement une autre structure de renforcement 29 qui, dans l'exemple particulier de réalisation décrit, est repliée de la façon indiquée par la figure, afin de s'étendre au-dessous des portions extrêmes de nappes 25-25'. Les zones symétriques d'articulation (charnière) de la couronne, où le renforcement est réduit et la rigidité à la flexion est aussi réduite, sont indiquées par la référence 30. Naturellement, la configuration et la structure particulières du renforcement pourraient être modifiées. Ainsi, par exemple, la structure 29 pourrait être constituée de deux éléments séparés, ou bien ses deux branches, ou les parties distinctes qui remplacent les deux branches, pourraient avoir une allure différente, et ladite structure pourrait en outre être symétrique au lieu d'etre disymétrique comme indiquée sur la figure. Sur la figure 3, qui est analogue à la figure 2, la couronne 31 est munie d'une structure de renforcement qui s'étend pratiquement sur toute sa largeur et jusque dans la zone de fixation des flancs et qui est indiquée par la référence 35. Les nappes ou structures 38-38' renforcent une partie centrale de la couronne et donc principalement la zone 36, ou peuvent également s'étendre un peu au-delà de cette zone, tandis que les nappes ou structures 39-39', placées de préférence mais non nécessairement en prolongement des nappes 3838' renforcent les parties prédominantes des zones extrêmes 37 de la couronne.Les zones symetriques d'articulation ainsi déterminées sont indiquées par 4Q Sur la figure 4, la couronne 41, ayant comme d'habitude une zone centrale 46 et des zones extrêmes 47, présente une première structure de renforcement 45 située dans la partie centrale et, sur le prolongement de cette partie mais espacées d'elle, deux structures de renforcement 49 disposées symétriquement pour constituer, chacune, une deuxième couche 49' (qui pourrait également être constituée d'une structure indépendante au lieu d'être un repliement de la structure 49). Dans les espaces entre la structure 45 et les structures 49 s'établissent deux zones symétriques d'articulation 50. I1 y a cependant d'autres structures de renforcement symétriques indiquées par la référence 48 qui, bien que présentes dans la partie correspondant à la zone 50, manquent dans la zone centrale du pneumatique, engendrant à cet endroit une troisième zone d'articulation 50'. A la place de la troisième zone d'articulation, on pourrait avoir deux zones symétriques par rapport au plan médian du pneumatique, en ce qu'on pourrait disposer une structure qui, au lieu d'être interrompue au centre comme la structure 48, serait interrompue en deux zones espacées du plan médian du pneumatique. On peut utiliser n'importe quelles combinaisons de ces solutions et déterminer donc, dans une couronne selon l'invention, la présence de plus de trois zones d'articulation ; ce fait étant évident, il n'est pas besoin de le représenter. I1 est clair qu'à la place de nappes ou couches de nappes, on peut également utiliser des éléments de renforcement constitués d'élastomère qui comprennent des matières de renforcement réparties telles que des fibres de verre en flocons ou feutre, des feuilles de polyester ou similaires. Lesdits éléments peuvent aussi être utilisés à des fins particulières dont une estindiquée sur la figure 5. Ici la couronne 51 est munie d'une série de nappes constituant un renforcement concentré qui intéresse une grande partie de la couronne, à savoir autant la zone centrale 56 qu'une partie des zones extrêmes 57, lesdites nappes n'étant indiquées qu'à des fins d'illustration au nombre de trois et désignées par la référence 55. Les zones extrêmes de la couronne sont munies d'éléments de renforcement 58 constitués de corps élastomères contenant des fibres de verre réparties. Entre les nappes 55 et l'élément 58, il reste deux zones (symétriques) non renforcées 60 qui constituent les zones d'articulation (charnière). I1 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadré de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Pneumatique pour véhicules automobiles, à section en général trapézodale, ayant deux flancs qui s 'écar- tent à partir des talons jusqu'à la zone de fixation à la couronne, qui normalement présentent une convexité dirigée vers l'intérieur et qui se trouve à l'état de compression importante lorsque le pneumatique est gonflé, et d'une couronne en général convexe vers l'extérieur, plus large que toute autre partie du pneumatique, et munie d'un renforcement en général annulaire et pratiquement inextensible dans la direction circonférentielle, au moins une partie centrale de ladite couronne étant normalement en contact avec le terrain sur la partie correspondant à la surface d'empreinte lorsque le pneumatique est en service, et des parties latérales de ladite couronne étant au moins en partie écartées du terrain lorsque le pneumatique est en service et lorsque le véhicule effectue un déplacement rectiligne, caractérisé en ce que la couronne est munie de zones ayant une rigidité à la flexion qui est réduite par rapport aux portions de couronne adjacentes, des deux cotés, à chacune desdites zones. 2. Pneumatique selon la revendication 1, carac térisé en ce que la rigidité réduite à la flexion desdites zones est obtenue en utilisant un renforcement qui a une rigidité réduite à la flexion dans les parties correspondant auxdites zones. 3. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rigidité réduite à la flexion dans lesdites zones est obtenue en interrompant le renforcement dans les parties correspondant auxdites zones. 4. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rigidité réduite à la flexion desdites zones est obtenue en interrompant dans les parties correspondant auxdites zones une partie des structures de renforcement sans interrompre les autres structures. 5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les zones ayant une rigidité réduite à la flexion se trouvent dans les par ties correspondant au passage de la partie centrale de la couronne aux parties latérales de la couronne qui normalement ne sont pas en contact avec le terrain. 6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les zones de rigidité réduite à la flexion se trouvent dans les portions centrales des parties latérales de la couronne qui normalement ne sont pas en contact avec le terrain. 7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones à rigidité réduite à la flexion sont en nombre de deux. 8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones de rigidité réduite à la flexion sont en nombre pair et sont de plus de deux. 9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones à rigidité réduite à la flexion sont en nombre impair, une desdites zones se trouvant dans la partie correspondant au plan me- dian du pneumatique.