Brevet FR2338810A1 — publié le 19770819

La presente invention se rapporte aux pnéumati- ques pour véhicules automobiles du type général décrit dans le brevet français NO 72 26 702(dru 25 juillet 1972). Ces pneumatiques, qui possèdent une section à peu près trapézordale, comprennent, d'une part, deux flancs qui divergent vers l'extérieur des talons jusqu'S leur raccordement avec la couronne, qui présentent normalement une convexité dirigée vers l'intérieur et se trouvent dans un état de compression sensible lorsque le pneumatique est gon flé et, d'autre part, une couronne de forme générale convexe, plus large que toutes les autres parties du pneumatique, et munie d'un renforcement annulaire et sensiblement inextensible dans la direction circonférentielle. De cette façon, en première approximation, les zones extrêmes de la couronne définissent avec les talons les quatre sommets d'un trapèze isocèle dont la base est adjacente å la bande de roulement tandis que les côtés sont définis par les flancs du pneumatique, abstraction faite de la forme curviligne typique de ces flancs. Dans ces pneumatiques, la principale condition que le renforcement doit remplir consiste a etre sensiblement inextensible de manière à permettre, entre autres, la mise en état de compression sensible des flancs dans le pneumati- que gonflé et encore plus dans le pneumatique en utilisation. Le mode le plus simple de réalisation d'un renforcement de ce type consiste à insérer dans le pneumatique une structure textile (cette expression pouvant également dE- signer une structure composée de fils métalliques, de fils de verre ou d'autres matières inorganiques) de forme annulaire, qui peut être uniforme sur toute sa largeur ou au contraire plus robuste en certains points qu'en d'autres, et qui peut être continue ou discontinue. Dans tous les cas, le renforcement s'étend jusque dans la zone de raccordement entre les flancs et la couronne. Il convient de souligner que, dans les pneumatiques de ce type, la partie centrale de la couronne est normalement en contact avec le sol, même lorsque le véhicule roule en ligne droite et que, par conséquent, elle s'aplatit sur le sol et ne subit plus de nouveaux efforts de flexion. Dans les cas les plus habituels, cette partie centrale occupe de 0,50 à 0,80 de la largeur totale de la couronne. Au contraire, les deux zones marginales de la couronne sont normalement et quelquefois constamment soulevées au-dessus du sol et, par conséquent, soumises à de nouveaux efforts de flexion en ce sens qu'elles supportent la charge à leurs extrémités par l'intermédiaire de la réaction exercée par les flancs qui se trouvent sensiblement en compression. Dans ce cas, la rigidité de la couronne en flexion présente donc une certaine importance dans ces zones. Les flexions que l'on considère dans le présent mémoire sont toujours (sauf indication contraire) relatives à la section radiale du pneumatique, c'est-à-dire qu'elles sont des fle xions dans lesquelles chaque élément du pneumatique se déplace dans le plan de la section radiale qui le contient. Cette rigidité présente également une importance particulière dans la zone de raccordement-entre les flancs et la bande de roulement. Dans cette zone, on devrait théoriquement observer une liaison du type que l'on peut qualifier de liaison à encastrement, bien qu'imparfaite,c'est-a-dire que les parties de la couronne et d'un flanc qui se rejoignent, tout en restant capables de se déplacer et de tourner dans l'espace, devraient conserver une inclinaison relative a peu près constante.Dans les pneumatiques de ce type, ce résultat peut entre rendu possible, jusqu'à un certain point, par la présence de zones de plus faible rigidité en flexion, que l'on peut qualifier de charnières imparfaites,placées en particulier dans les flancs le long de la zone de raccordement entre les flancs et la couronne et également en dehors de cette zone de raccordement. En dépit de ces précautions, les flancs et la couronne sont sollicités à tourner les uns par rapport à l'autre dans les zones de raccordement et, pour le bon fonctionnement du pneumatique, il est souhaitable que cette rotation soit réduite au minimum.En raison des efforts de flexion que la couronne subit dans les parties qui ne sont pas en contact avec le sol et de ceux que les zones extrêmes de la couronne et les zones de raccordement des flancs se trans mettent réciproquement, la rigidité du renforcement en flexion présente une importance particulière, dans toute cette partie de la couronne et cette condition s'ajoute à la condition fondamentale de sensible inextensibilité circonférentielle. Suivant l'invention, on confère les propriétés mécaniques desirées à la couronne du pneumatique en différenciant le renforcement des zones extrêmes de la couronne par rapport aux zones centrales, de manière à conférer à ces zones extremes une plus grande rigidité en flexion. En particulier, dans la zone centrale le renforcement est concentré, c'est-a-dire constitué au moins dans une mesure prédominante, par une structure textile annulaire possédant une inextensi bilité circonférentielle importante et une faible rigidité en flexion tandis que, dans les zones extrêmes, le renforcement est constitué, au moins dans une mesure prédominante, soit par une matière de renforcement répartie dans la matière élastomère d'une façon qui confère à l'ensemble une grande ri gidité en flexion, soit par l'insertion d'une matière élastomère à grande rigidité de flexion, soit encore par l'association et la superposition de structures de renforcement concentrées qui intéressent une partie importante de l'épaisseur de la couronne, soit enfin par une combinaison de ces moyens. La matière préférée pour la réalisation du renforcement réparti est constituée par des-fibres, avantageusement minérales et de préférence des fibres de verre, matière qui est connue en soi et dont on a déjà suggéré l'utilisation dans la technique des pneumatiques, ces fibres étant uniformément réparties dans le mélange, ou encore par des éléments formés d'un mélange élastomère dans lequel ces fibres sont uniformément réparties, et qui sont noyés dans la couronne. Les matières envisagées pour la structure de renforcement concentrée sont celles qui sont de connues dans la technique, en particulier des toiles composées de filés textiles ou métalliques. 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 représente en coupe radiale un pneu matique suivant un exemple d'exécution de l'invention ; les figures 2, 3, 4 et 5 représentent par des coupes analogues d'autres exemples d'exécution de l'invention, l'illustration étant limitée dans ces cas à la couronne à l'exclusion des autres parties du pneumatique. Sur la figure 1, le pneumatique est représenté à l'état gonflé mais non chargé, et monté sur une jante appropriée dont on a représenté les rebords 14. Les talons 13 du pneumatique se montent sur ces rebords et, des talons, partent des flancs 12 dont les lignes médianes 18 indiquées en traits mixtes présentent une convexité dirigée vers l'intérieur du pneumatique, comme le dessin le montre clairement. La couronne désignée dans son ensemble par la référence 11 possède une zone centrale 16, qui s'écrase en entrant-en contact avec le sol lorsque le pneumatique est sous charge, et deux zones latérales 17 qui sont soulevées audessus du sol lorsque le pneumatique roule en ligne droite. La couronne est munie d'un renforcement annulaire 15 constitué par une structure textile, par exemple par un tissu de nature et de texture quelconques appropriées ce renforcement se trouve dans la région de la zone centrale 16 et, dans I'exele d'exécution représenté, il se prolonge la téralement un peu au-del de cette zone. On ne sortirait pas du domaine dt l'invention en utilisant un renforcement 15 plus étroit ou au contraire de plus grande largeur et mamie d'une largeur suffisante pour atteindre la proximité des zones terminales de la coUronne. tes parties extrFmes 20 des zones latérales 17 de la couronne et es parties adjacentes 19 des flancs sont formées d'une matière munie d'un renforcement uniformément réparti (symbolisOqs surle dessin par des hachures croisées) et, dans le cas spécial considéré, ce renforcement est cons titubé par une matière élastomère identique à celle qui constitue la partie centrale de la couronne mais renforcée par des fibres de verre uniformément réparties. La dimension des parties extrêmes 20 qui sont intéressées par la matière de renforcement répartie varie d'un cas å l'autre ; à la limite, ces parties extrêmes peuvent occuper la totalité des zones latérales 17. On resterait dans le domaine de l'invention en utilisant une matière renforcée de cette façon sur toute la largeur de la couronne. On peut envisager un autre exemple d'exécution de l'invention, représenté sur la figure 1, et dans lequel la zone 20 serait constituée par une matiere élastomère pos sédant en soi une grande rigidité et qui pourrait être renforcée ou non renforcée. La figure 2 représente un autre exemple d'exécu- tion de l'invention par une coupe analogue à la figure 1 mais limitée à la couronne et aux parties adjacentes des flancs, les éléments correspondants à ceux de la figure I étant désignés par les mêmes références numériques. Cet autre exemple se différencie de l'exemple de la figure 1 par le fait qu'au lieu de comporter un renforcement 15 qui se termine en retrait des parties 20 de plus grande rigidité, la couronne est munie d'un renforcement 15' qui pénètre dans la partie 20 et intéresse largement la zone de raccordement entre cette partie 20 et la partie 19 du flanc. Sur la figure 3, on a représenté par une coupe analogue à celle de la figure 2 un troisième exemple de réa- lisation. Pour mieux faire comprendre les exemples, il convient de remarquer que, sur les figures 1 et 2, les renforcements concentrés 15 et 15' sont indiqués symboliquement sous la forme d'une structure unique tandis qu'en réalité ils sont en général composés de plusieurs tissus convenablement associés. Sur la figure 3 et les figures suivantes, les renforcée ments sont représentés d'une façon plus analytique, ainsi qu'on le décrira dans la suite. Sur la figure 3, la couronne est indiquée dans son ensemble par la référence 31 ; elle présente ici une zone centrale 36 destinée à entrer en contact avec le sol dans le fonctionnement normal du pneumatique sous charge, et deux zones latérales 37 qui sont destinées au contraire à rester soulevées au-dessus du sol. La zone 36 est renforcée par une structure de renforcement du type textile, représentée symboli quement par deux toiles 35 et 35'. I1 va de soi qu'en remplacement de chacune des toiles, on pourrait prévoir plusieurs toiles et que l'indication du dessin est purement schématique.Dans chacune des zones extrêmes de la couronne est disposée une série de ciblés 38 que le dessin représente en coupe et à peu près dans le même plan que la toile 35 ou l'ensemble des toiles 35', et dans le prolongement de cette toile et de ces toiles ; naturellement, cette série de câblés pourrait également être disposée d'une façon différente, par exemple en plusieurs couches superposées. La toile 35 s'étend au-delà de la toile 35' et se replie autour des câblés 38 de manière à constituer une deuxième couche 35". En variante, la couche 35" pourrait encore être distincte et indépendante de la toile 35. Au total le renforcement indiqué dans les zones extrêmes de la couronne confère à ces zones une rigidité très prononcée et supérieure à celle des autres zones de la couronne. La figure 4 est analogue à la figure 3. La couronne désignée dans son ensemble par la référence 41 comprend une partie centrale 46 et des zones relevées 47, et chacune de ces dernières zones est raidie. Le renforcement est constitué par des toiles ou groupes de toiles 45 et 45', entièrement analogues aux toiles 35 et 35' de la figure 3 mais, en remplacement des câblés 38, on a utilisé dans ce cas un élément de renforcement 48 constitué par un corps, représenté sur le dessin par une bande à profil en coin mais qui peut posséder n'importe quelle autre forme voulue, et qui est composé d'une matière élastomère renforcée par des fibres de verre ou par une autre matière de renforcement analogue.La toile ou le groupe de toiles 45 est replié autour du corps 48 pour constituer une couche 45" qui, comme la couche 35t, pourrait également être constituée d'une structure séparée. Sur la figure 5, la couronne 51, qui comprend une partie centrale 56 destinée à entrer normalement en contact avec le sol et des parties latérales 57 qui ne sont pas normalement en contact avec le sol, est renforcée par un ensemble de toiles 55 et 55', dont certaines parties sont repliées comme indiqué en 55" pour creer dans la partie extreme de chaque zone 57 une superposition de toiles capable de con férer une plus grande rigidité en flexion à cette partie de cette zone. La structure qui est ainsi obtenue est comparable à la structure de la figure 3, sauf que les ciblés 38 sont remplacés par un prolongement de la toile ou du groupe de toiles 55'. I1 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'entre décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Pneumatique pour véhicule, à profil sensiblement trapzordal, comprenant, d'une part, deux flancs qui divergent des talons jusqu'S leurs zones de raccordement avec la couronne, ces flancs présentant normalement une convexité dirigée vers l'intérieur et se trouvant dans un état de compression sensible lorsque le pneumatique est gonflé et, d'autre part, une couronne sensiblement convexe vers l'extérieur, plus large que toutes les autres parties du pneumatique et munie d'un renforcement sensiblement annulaire et sensiblement inextensible dans la direction circonférentielle, au moins une partie centrale de la couronne étant normalement en contact avec le sol lorsque le pneumatique est en fonctionnement tandis que les parties latérales de cette couronne sont-au moins partiellement soulevées du sol lorsque le pneumatique est en fonctionnement et que le véhicule roule en ligne droite, ce pneumatique étant caractérisé en ce que ledit renforcement est différencié dans les zones extrêmes de la couronne, à proximité du raccordement entre cette couronne et les flancs, comparativement aux autres zones de la couronne, de manière à conférer une plus grande rigidité en flexion à ces zones extrêmes. 2. Pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les zones extrêmes de la couronne sont munies d'un renforcement constitué, au moins dans une mesure prédominante, par une matière de renforcement répartie tandis que les autres zones de la couronne sont munies d'un renforcement constitué, au moins dans une mesure prédominante, par une structure textile annulaire. 3. Pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les zones extrêmes de la couronne sont constituées par une matière élastomère plus rigide que les autres zones de cette couronne. 4. Pneumatique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, dans les zones extrêmes de la couronne, on a prévu, en combinaison avec la matière de renforcement répartie, des éléments de renforcement concentré. 5. Pneumatique suivant la revendication 2- ou 3, caractérisé en ce que ladite structure de renforcement concentrée prévue dans la zone centrale de la couronne s'étend également dans les zones extrêmes de cette dernière. 6. Pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'accroissement de rigidité en flexion obtenu dans les zones extrêmes de la couronne est produit par la superposition de plusieurs structures textiles de renforcement. 7. Pneumatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites structures textiles de renforcement comprennent également des câbles disposés circonférentiellement. 8. Pneumatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'en supplément des structures de renforcement textiles, les zones extrêmes de la couronne sont munies d'éléments de renforcement composés d'une matière élastomère qui contient une matière de renforcement fibreuse repartie. 9. Pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie des structures textiles de renforcement est repliée dans les zones extrêmes de la couronne pour former des ensembles composés de plusieurs couches superposées.