Brevet FR2356527A1 — publié le 19780127

La présenta. invention se rapporte aux pneumatiques pour rouas de véhicules et elle concerne plus particulièrement les pneumataques munis d'une carcasse radiale, c'est-àdire d'une carcasse dans laquelle les clés-sont contenus dans des plans méridiens ou forment de petits angles avec des plans méridiens, et plus particulièrement aux pneumatiques des tinés aux véhicules de transport. I1 est connu que les pneumatiques destinés g cette application comprennent, suivant leur taille et les prestations qu'on en exige, soit une carcasse composée de cablés métalliques, auquel cas.la carcasse comprend une seule nappe de cablés métalliques, soit une carcasse de cablés de matière textile, auquel cas cette carcasse est composée d'un ensemble de nappes superposées, c'est-a-dire que l'on supplée aux caractéristiques physiques et mécaniques relativement modestes des câbles textiles, comparativement à celles des ciblés metal- liques, en recourant à un grand nombre de nappes superposées. Par ailleurs, il est connu que l'on tend à simplifier toujours davantage la fabrication des pneumatiques,, cette simplification permettant de réaliser des économies de main d'oeuvre. Cette évolution est poussée par le marché des matières premières qui offre depuis quelques années des matériaux possédant des caractéristiques physiques et mécaniques de plus en plus élevées.L'une des matières premières en ques-- tion est représentée par les fibres du polyamide entièrement aromatique habituellement appelé aramide etj qui, à la differén ce du nylon 6 et du nylon 66, présente des car-a,oteristiques de charge de rupture et d'allongement la rupture égales, sinon supérieures à celles de llacier. De ce fait, cette nouvelle fibre utilisée sous la forme de cablés, trouve de plus en plus d'applications dans Se domaine du renforcement des articles en caoutchouc et en particulier dans le domaine des structures de renforcement pour pneumatiques.En effet, il est déjà connu d'utiliser ces cablés pour la fabrication de tringles pour talons de pneumatiques ou encore en qualité d'éléments constituties de la structure de renforcement inextensible qui est habituellement logée entre la bande de roulement et la carcasse radiale. Toutefois, il est également connu que la fibre d'aramide mentionnée plus haut possède un module de compres- sion très inférieur à celui de l'acier et d'une yaleur qui s'aligne sur celle du polyamide (nylon) 6 et du polyamide (nylon) 66. On avait dû donc écarter jusqu'à présent l'application de cette fibre aux structures de renforcement des pneumatiques dans lesquellesil est prévu de faire travailler les fibres sous contrainte de compression ; en effet, les tentatives exécutées jusqu'à présent pour utiliser cette fibre pour les nappes ou tissus de carcasses en particulier dans les pneumatiques destinés aux véhicules automobiles de transport dans lesquels les contraintes de flexion et de compression sont évidemment extramement élevées, n'ont donné que des résultats très peu satisfaisants, les prestations obtenues etant nettement inférieures à celles des pneumatiques classiques. Le but de l'invention est de réaliser des pneumatiques particulièrement destinés aux véhicules automobiles de transport et dont la carcasse utilise la fibre de polyamide totalement aromatique mentionnée plus haut. L'invention a donc pour objet un pneumatique pour roues de véhicules comprenant une bande de roulement, une carcasse radiale qui comporte une ou plusieurs nappes, une structure de renforcement annulaire inextensible interposée entre la carcasse et la bande de roulement, et des talons dont chacun comprend, d'une part, au moins une tringle autour de laquelle au moins une nappe de la carcasse est retournée de l'intérieur du pneumatique vers l'extérieur, d'autre part, un remplissage de caoutchouc dont au moins une partie possède une grande dureté et qui est placé au-dessus de ladite tringle et, finalement, au moins un élément de renforcement disposé dans une position axialement extérieure par rapport à la partie retournée, ce pneumatique étant caractérisé en ce que la partie radialement extérieure de la carcasse, qui s'étend d'un point du flanc du pneumatique situé à une hauteur non supérieure à 60% de la hauteur de section du pneumatique jusqu'au point correspondant du flanc opposé, est composée de cablés de fibres d'un polyamide totalement aromatique, la partie restante de la carcasse étant composée de cUdpés ;uétllues, ladite partie de carcasse composée de ciblés de fibres de polyamide totalement aromatique se prolongeant dans chaque flanc au-del dudit point de ce flanc en direction du talon correspondant, en se superposant radialement à la partie de la carcasse composée de câblés métalliques sur une distance d'au moins 2,5 cm. Plus particulièrement, la partie de la carcasse composée de culés de fibres de polyamide totalement aromatique est constituée par au moins une nappe tandis que la partie restante de la carcasse, qui est composée de cablés métalliques n'est constituée que par une seule nappe. L'élément de renforcement disposé dans chaque flanc du pneumatique, dans une position axialement extérieure par rapport à la portion-retournée de la nappe de la carcasse qui, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, est composée de cablésmétalliques, est constitué lui aussi par au moins une nappe de cablés métalliques qui sont inclinés par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique d'un angle compris entre 200 et 500 ; cet élément de renforcement s'étend au moins de la zone de la tringle jusqu'à une hauteur comprise entre 15% et 30% de la hauteur de section du pneumatique. Cet élément de renforcement peut de toute façon se prolonger également radialement au-dessous de la zone de la tringle pour atteindre la zone axialement intérieure du talon. La portion retournée de la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalliques s'étend dans chaque flanc, dans la direction radiale, jusqu'à une hauteur comprise entre 15% et 35% de la hauteur de section du pneumatique ; l'extrEmi- té de cette portion retournée peut donc déborder ou ne pas déborder au-delà de l'extrémité radialement extérieure de la bande de renforcement ; toutefois, lorsqu'elle déborde au-delà de cette extrémité, le décalage entre les deux extrémités doit représenter une largeur comprise entre 10 et 20 mm. Les cablés constituant le tissu de cette bande de renforcement, de même que ceux qui constituent le tissu de la partie radialement intérieure de la carcasse peuvent être indifféremment du type à torsions inverses ou à torsions parallèles mais ils sont de préférence du type à torsions parallèles lorsque l'extrémité radialement extérieure de la portion retournée de la nappe de la partie radialement intérieure de la carcasse déborde etu-delà de l'extrémité correspondante de l'élément de renforcement. Dans le pneumatique suivant l'invention, le remplissage de caoutchouc qui est habituellement disposé au-dessus de la tringle de chàque talon est constitué, d'une façon connue en soi, par deux profilés qui possedent en coupe une forme allongée et qui sont adjacents entre eux, ces deux profilés étant composés respectivement de compositions élastomères vulcanisées possédant une dureté comprise entre 550 et 700 Shore A pour l'une et entre 800 et 950 Shore A pour l'autre. Ces profiles s'étendent jusque dans une zone située radialement à l'ex térieur de lextrémité correspondante de la partie de la carcasse qui est composée de ciblés métalliques. Le profilé de dureté comprise entre 550 et 700 Shore A est de préférence adjacent a la portion retournée de la partie de carcasse composée de câblés métalliques, mais, si nécessaire, ce profilé peut également être adjacent au c- té intérieur du pneumatique, et en contact avec la partie de la carcasse qui est composée.de câblés métalliques. I1 est évident.que, pour faciliter la fabrication, on peutégalement, sans sortir du domaine de l'invention, adopter la variante suivant laquelle la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique se prolonge au-delà de l'intervalle de niveaux indique plus haut, et jusqu'aux talons, même si sa contribution à la résistance aux sollicitations de compression qui sont notoirement plus élevées dans cette zone est pratiquement nulle. Cette partie de la carcasse peut s'arrêter à la zone de la tringle ou même envelopper cette tringle et être retournée vers le côté extérieur du pneumatique, ~son extrémité se présentant alors au-dessous de l'extrémité correspondante de la portion retournée de la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalliques, Dans ce cas, la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique est de préférence disposée, dans la zone inférieure du flanc, dans une position axialement intérieure par rapport à la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalli- ques.De toute façon, le pneumatique suivant l'invention peut également être réalisé sous une forme dans laquelle la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique et qui est prolongée au moins jusque dans la zone de la tringle, est située dans cette zone à l'intérieur de la partie de la carcaSse composée de câblés métalliques et de la portion retournée de cette partie. Comparativement aux pneumatiques analogues classiques comprenant une carcasse uniquement composée de cablés métalliques, le pneumatique suivant l'invention a donné des prestations particulièrement intéressantes, surtout si on les confronte avec les médiocres résultats qu'on avait obtenus précédemment, ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, en ce sens qu'on a reussi à obtenir un comportement entièrement équiva- lent à celui de ces derniers pneumatiques, à carcasse métallique, mais avec des avantages économiques non négligeables.Au contraire, comparativement aux pneumatiques analogues comprenant suivant la construction classique plusieurs nappes de car.casse en cablés de matières textiles telles que la rayonne ou également le nylon 6 ou le nylon 66, les performances obtenues avec le pneumatique suivant l'invention sont nettement supérieures en particulier dans la version dont la carcasse ne comprend également qu'une seule nappe dans sa partie constituée par lesdits ciblés de fibres de polyamide totalement aromatique. Les figures du dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment la présente invention peut être réalisée. La figure I est une coupe transversale d'un pneumatique à carcasse radiale suivant l'invention la figure 2 représente une variante de réalisation de l'invention la figure 3 représente une autre variante de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté en coupe transversale un pneumatique de la taille 9.00-20 dont la carcasse 1 est constituée, d'une part, par la partie 2 de carcasse compo sée de ciblés de fibres de polyamide totalement aromatique qui, dans le cas considéré est le "Kevlar" (c'est- & dire une fibre particulière de ce type qui est mise dans le commerce par la firme Du Pont sous la désignation indiquée), et, d'autre part, par la partie 3 de carcasse composée de câblés métalliques dans chacune de ces deux parties de la carcasse, les cablés sont disposés dans des plan radiaux ou qui forment au maximum de petits angles avec les plans radiaux. La partie 2 de la carcasse s'étend d'un flanc à l'autre du pneumatique, d'un point d'un flanc situé à une hauteur représentant 40% de la hauteur de section H du pneumatique, jusqu'au point correspondant du flanc opposé ; la partie 3 de la carcasse atteint une hauteur représentant 50% de la hau tur de section H du pneumatique, et se superpose à la partie 2 sur une distance d'environ 2,5 cm. Cette partie 3 de la carcasse est retournée autour de la tringle 4, formée de câblés métalliques ou encore de cablés de'Nevlar', et l'extrémité radialement extérieure de sa portion retournée 5 atteint une hauteur représentant 18% de la hauteur de section H du pneumatique, et située au-delà de l'extrémité du rebord de la jante 6 sur laquelle le pneumatique est monté. Dans une position axialement extérieure par rapport à la portion retournée 5, le pneumatique comprend un élément de renforcement 7 composé de cablés métalliques inclinés d'un angle de 300 par rapport aux lignes circonférentielles du pneumatique ; cet élément 7 s'étend de la zone de la tringle jusqu'à une hauteur représentant 25% de la hauteur de section H. Le remplissage de caoutchouc disposé au-dessus de la tringle 4 est constitué par deux profilés respectifs 8 et 9 qui possèdent respectivement des duretés de 650 et 900 Shore A. En particulier, le profilé 8 s'étend de préférence radialement au-delà de la zone de recouvrement des deux parties 2 et 3 de la carcasse. Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention qui est entièrement analogue à la réalisation représentée sur la figure 1 en ce qui concerne la constitution des parties 2 et 3 de la carcasse mais qui diffère de cette réalisation en ce que, d'une part, son élément de renforcement 7 se prolonge jusqu'à la ba se du talon, de manière a s'étendre-en partie au-dessous de la tringle 4 et, d'autre part, la portion retournée 11 de la partie 3 de la carcasse s'étend ici jusqu'à une hauteur représentant 30% de la hauteur de section H du pneumatique, en dépassant l'extrémité radialement extérieure de l'élément de renforcement 7 d'une distance d'environ 13 mm. Sur la figure 3, on a représenté une autre variante de réalisation de l'invention dans laquelle la partie 2 de la carcasse réalisée en cablés de "Kevlar", est prolongée vers le talon jusqu'à atteindre et s'enrouler autour de la tringle pour se terminer par la portion retournée 13. Ainsi qu'il ressort de la figure, ces câblés de t'Kevlar" de la partie 2 de la carcasse sont disposés dans le talon dans une position axialement intérieure à la partie 3 de la carcasse composée de cablés métalliques, dont la portion retournée 14 se termine à une hauteur égale à cel-le de la.portion retournée 5 de la fi coure 1. 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 cadre de la présente invention. REYENDICATIONS 1. Pneumatique pour roues de véhicules comprenant une bande de roulement, une carcasse radiale qui comporte une ou plusieurs nappes, une structure de renforcement annulaire inextensible interposee entre la carcasse et la bande de roulement, et des talons dont chacun comprend, d'une part, au moins une tringle autour de laquelle au moins une nappe de la carcasse est retournée de l'intérieur du pneumatique vers l'ex térieur, d'autre part, un remplissage de caoutchouc dont au moins une partie possède une grande dureté, et qui est placé au-dessus de ladite tringle, et finalement, au moins un élément de renforcement disposé dans une position axialement extérieure par rapport à la partie retournée, ce pneumatique étant carac térisé en ce que la partie radialement extérieure de la carcasse, qui s'étend d'un point du flanc du pneumatique situé à une hauteur non supérieure à 60% de la hauteur de section du pneumatique jusqu'au point correspondant du flanc opposé, est composée de cablés de fibres d'un polyamide totalement aromatique, la partie restante de la carcasse étant composée de câblés métalliques, ladite partie de carcasse composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique se prolongeant dans chaque flanc au-delà dudit point de ce flanc en direction du talon correspondant, en se superposant radialement à la partie de la carcasse composée de cablés métalliques sur une distance d'au moins 2,5 cm. 2. Pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique est constituée par au moins une nappe, tandis que l'autre partie de la carcasse, qui est composée de câblés métalliques, est constituée par une nappe unique. 3. Pneumatique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de renforcement disposé dans chaque flanc dans une position axialement extérieure parrapport à la portion retournée de la carcasse comprend au moins une nappe de cablés métalliques inclinés sur les lignes circonférentielles du pneumatique d'un angle compris entre 200 et 600, ledit élément de renforcement s'étendant au moins de la zone de la tringle jusqu'à une hauteur comprise entre 15% et 30% de lq hijuteuS de section du pneunRtique. 4. Pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion retournée de la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalliques s'étend radialement dans chacun des flancs jusqu'à une hauteur comprise entre 15% et 35% de la hauteur de section du pneumatique. 5. Pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le remplissage de caoutchouc est composé de deux profilés qui possèdent en section une forme allongée et sont adjacents entre eux, lesdits profilés possédant des duretés comprises entre 550 et 700 Shore A pour l'un et entre 800 et 95" Shore A pour l'autre. 6. Pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique s'étend radialement dans chacun des flancs au moins jusqu'à la zone de la tringle, les cablés de cette partie de la carcasse étant disnosés dans une position axialement intérieure par rapport à la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalliques. 7. Pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en e que la partie de la carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique s'étend radialement dans chacun des flancs au moins jusqu'à la zone de la tringle, les câblés de cette partie de la carcasse étant disposes de manière à être compris entre la partie de la carcasse composée de câblés métalliques et le remplissage de caoutchouc. 8. Pneumatique suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la partie de-carcasse qui est composée de cablés de fibres de polyamide totalement aromatique s'étend radialement dans chaque flanc au-delà de la tringle et est retournée autour de ladite tringle vers le c8té extérieur du pneumatique pour présenter son extrémité dans une zone radialement inférieure à l'extrémité correspondante de la portion retournée de la partie de la carcasse qui est composée de cablés métalliques.