Brevet FR2415548A1 — publié le 19790824

La présente invention a pour objet une ceinture de renforcement pour enveloppe de pneumatique de roue de véhicule ; elle vise également les enveloppes comportant une telle ceinture, ainsi que l'utilisation de telles enveloppes sur les véhicules. On sait qu'une enveloppe de pneumatique de type usuel, notamment à carcasse radiale, comporte, entre ladite carcasse et la bande de roulement, une ceinture de renforcement destinée notamment à accroître la rigidité transversale de l'enveloppe et comportant une ou plusieurs nappes de ceinture, éventuellement repliées suivant leurs bords latéraux, chaque nappe étant constituée par une couche de gomme armée d'éléments filiformes en un matériau généralement choisi parmi l'acier, la fibre de verre et les textiles artificiels et naturels. Dans les présentes description et revendications, l'expression "élément filiforme" désignera soit des cabales, soit des torons, soit éventuellement des filés. Divers moyens ont déjà été proposés pour réduire la résistance au roulement des enveloppes, et par suite leur élévation de température et leur usure, ainsi que les déformations en service, y compris sous charge élevée et/ou à vitesse élevée, et par suite les déchirements et décollements des nappes, notamment des nappes de ceinture dans les zones de leurs bords latéraux. Une faible résistance au roulement permettra d'économiser de l'énergie, d'atteindre des vitesses plus élevées, et d'augmenter la durée de vie par suite de la diminution de l'usure. Par ailleurs, la réduction des décollements et déchirements améliorera la longévité de l'enveloppe. Cependant, les solutions déjà proposées en vue de réduire la résistance au roulement, les déchirements et les décollements, sont très souvent complexes ou coûteuses et ne cherchent pas toujours à augmenter la résistance à la dérive latérale, en d'autres termes, les forces de dérive latérale, qui tendent à provoquer une déformation et/ou une usure dissymétriques, dans le sens transversaltde l'enveloppe, lorsque le véhicule suit une courbe.L'augmentation de la résistance aux forces de dérive latérale permet d'une part d'améliorer la tenue de route latérale (diminution du temps de réponse commande de direction-trajet suivi et meilleure précision du trajet, d'où augmentation de la précision de la conduite et de la sécurité, ce qui permet éventuellement des vitesses plus élevées) et d'autre part de résister à l'usure, du fait de la diminution des déformations (d'où une durée de vie plus longue de ltenveloppe). La ceinture de renforcement de la présente invention permet d'apporter une solution aux problèmes précités par le fait qu'elle diminue la résistance générale au roulement, et les décollements et déchirures et, plus spécifiquement stoppose plus efficacement aux forces de dérive latérale, de telle sorte que tous les avantages recherches, tels qu'exposés plus haut, sont simultanément obtenus (tenue de route meilleure, usure réduite, durée de vie prolongée, possibilité de vitesses plus élevées). Cette ceinture de renforcement ést caractériséeen ce qu'elle comprend d'une part une nappe d'éléments filiformes en acier, enrobés dans un élastomère naturel ou synthétique, laquelle nappe est repliée en deux parties radialement superposées ou rabattues sur elles-memes suivant un bord latéral de ladite ceinture, de préférence le tord axialement interne, de façon à former une partie large ou principale, ayant substantiellement la largeur de ladite ceinture, et une partie étroite ou auxiliaire située soit sur le c8té radialement intérieur, soit sur le coté radialement extérieur de ladite partie principale, et de largeur inférieure à celle de ladite partie principale, et d'autre part au moins une nappe supplémentaire d'éléments filiformes enrobés d'élastomère naturel ou synthétique, les éléments filiformes de cette nappe supplémentaire étant en un matériau élastique, à module d'élasticité inférieur à 2000 kg/mm2, par exemple en polyamide aliphatique tel que le nylon, en polyester ou en acétate de cellulose, et étant disposés longitudinalement en faisant un angle faible, compris entre 0 et 150, avec le plan équatorial de l'enveloppe, cette nappe supplémentaire s'étendant au moins dans la zone comprise entre le bord latéral libre de ladite partie auxiliaire et le bord libre de ladite partie principale. Dans la présente description et dans les revendications qui suivent, l'adjectif "axialement interne" s'applique au côté de l'enveloppe tourné vers le plan vertical longitudinal médian du véhicule, tandis que l'adjectif "radialement intérieur" s'applique àtoute partie plus proche de l'axe de révolution de la roue ou tournée vers celui-ci. Les adjectifs naxialement externe" et "radialement extérieur" s'appliquent respectivement à des éléments situés à l'opposé de ceux désignés par les adjectifs "axialement interne" et "radialement intérieur". Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la nappe supplémentaire précitée est située par rapport à la partie principale précitée, du cOté de la partie auxiliaire précitée. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la nappe supplémentaire précitée recouvre le bord libre de la partie auxiliaire précitée. L'invention permet d'éviter au mieux les décollements ou déchirements qui pourraient résulter de la présence des bords latéraux libres des parties respectivement principale et auxiliaire précitées. Selon une mise en oeuvre avantageuse de l'invention, le matériau élastique précité présente un module d'élasticité inférieur à 1000 kg/mm2 et est de préférence en nylon ou en polyester. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les éléments filiformes de la nappe repliée forment, avec le plan équatorial de l'enveloppe, un angle compris entre 12 et 450 et de préférence entre 20 et 300. Conformément à encore une autre caractéristique de la présente invention, les relations préférentielles suivantes sont satisfaites - largeur de la partie auxiliaire : 65% à 90% de la largeur de la partie principale, - largeur de la nappe supplémentaire : 10% à 110% de la largeur de la partie principale (cette nappe supplémentaire ayant son bord latéral externe situé dans une zone transversale correspondant au bord latéral libre de la partie principale précitée ou légèrement débordante). - la nappe supplémentaire recouvre la partie auxiliaire précitée sur une largeur comprise entre environ 10% et 30% de la largeur de la partie principale précitée. Il est à noter que les moyens proposés par l'invention permettent de s'opposer aux forces de dérive latérale tout en diminuant les décollements tant sur le côté axialement interne que sur le côté axialement externe de l'enveloppe au contraire la mise en oeuvre de deux nappes plates superposées, d'égales largeurs, au lieu de deux nappes plates superposées de largeurs inégales aurait seulement pour effet d'accroitre la résistance aux forces de dérive latérale, mais non de réduire les décollements ou déchirures qui, au contraire, seraient notablement aggravés, entrainant par exemple une durée de vie, dans des conditions sévères d'essais de roulage, de 90 heures au lieu de 200 heures. D'autre part, il a été observé, par une méthode non destructive d'holographie par laser, qu'il était préférable, selon l'invention, que la pliure de la nappe d'éléments filiformes soit située sur le côté axialement interne de l'enveloppe et non sur le côté axialement externe de celle-ci, car les décollements sont plus fréquents du coté axialement interne. D'autres caractéristiques, objets et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue, en section transversale partielle, d'une enveloppe de pneumatique conforme à la présente invention - les figures 2 à 6 représentent des vues schématiques, en section transversale, de la structure de base de la ceinture de renforcement d'enveloppes de pneumatique conforme à la présente invention. - la figure 7 représente une vue, en section transversale partielle, d'une autre enveloppe pneumatique conforme à l'invention, dans laquelle l'épaisseur de gomme à l'extérieur de la ceinture est plus élevée sur le cOté axialement externe que sur le coté axialement interne - la figure 8 représente une vue de dessus d'un fragment de bande de roulement illustrant un rapport plein/ creux des sculptures qui est plus élevé sur le côté axialement externe que sur le c8té axialement interne de l'enveloppe. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, l'enveloppe de pneumatique 1 a été représentée schématiquement en section transversale ; cette enveloppe comporte une ceinture de renforcement 2 conforme à la présente invention, disposée au-dessus ou radialement à l'extérieur de la carcasse 3 ; sur le côté radialement extérieur de cette ceinture de renforcement 2 est adapté le protecteur formant bande de roulement 4 ; bien entendu, la structure générale de l'enveloppe, notamment la structure particulière de la carcasse ainsi que celle de la bande de roulement, peuvent être de tous types en soi connus. Sur la figure 1 (de même que sur les figures 2 à 0, les lettres A désignent le côté axialement interne de ltenveloppe ou de la ceinture tandis que les lettres B en désignent le côté axialement externe. La ceinture de renforcement 2 de ltenveloppe de la figure 1 comprend une nappe 5 qui est repliée en 6, de façon à former une partie principale 5a et une partie auxiliaire 5b, de plus faible largeur; cette nappe est formée, de manière connue en soi, d'éléments filiformes enrobés d'élastomère naturel ou synthétique ; les éléments filiformes sont en acier. La direction d'orientation de ces éléments filiformes par rapport au plan équatorial est telle qu'elle forme, avec ce dernier, un angle compris entre 12 et 450, de préférence entre 20 et 300. Cette ceinture de renforcement comprend en outre une nappe supplémentaire 7 qui recouvre le bord latéral libre 8 de la partie auxiliaire 5b qui s'détend sur substantiellement 70X de la largeur de la partie principale 5a. Cette nappe supplémentaire est constituée d'éléments filiformes en un matériau à module d'élasticité inférieur à 2000 kg/mm2, de préférence inférieur à 1000 kg/mm2, par exemple en nylon ou en polyester. Ces éléments filiformes sont disposés longitudinalement, c'est-à-dire parallèlement au plan équatorial de ltenveloppe ou bien ils forment avec celui-ci un angle faible, inférieur à environ 15 . Le mode de réalisation de la figure 2 correspond au mode de réalisation préféré de l'invention et dérive de celui de la figure 1 par diminution de la largeur de la nappe supplémentaire laquelle assure néanmoins un recouvrement suffisant du bord latéral 8 de la partie auxiliaire 5b ainsi que du bord de la partie principale 5a ; la disposition de la figure 2 est plus économique que celle de la figure 1 du fait de ltemploi d'une plus faible quantité d'éléments filiformes tels que des éléments filiformes en nylon, mais confère à l'enveloppe de pneumatique la même propriété. il a pu être déterminé que les largeurs relatives optimales des différents éléments de la ceinture de renforcement de la figure 2 étaient les suivantes - largeur de partie auxiliaire : environ 80% de la largeur de la partie principale - largeur de la nappe supplémentaire : environ 50% de la largeur de la partie principale ce qui correspond à un recouvrement de ladite partie auxiliaire par la nappe supplémentaire sur une largeur égale à environ 20% de la largeur de la partie principale. Sur les figures 2 à 5, l'axe du pneumatique se situe en dessous de la section représentée de la ceinture de renforcement, de telle sorte que, pour les figures 2, 4 et 5, le pliage de la nappe est réalisé radialement vers l'extérieur; en d'autre termes, sur ces figures, la partie auxiliaire 5b est radialement à l'extérieur de la partie principale 5a. Par contre, c'est la disposition inverse qui a été adoptée pour la figure 3, pour laquelle la partie auxiliaire 5b est disposée sur le côté radialement intérieur de la partie principale 5a, tandis que la nappe auxiliaire 7 est elle-même placée sur le cOté radialement intérieur de la partie auxiliaire 5b. On remarque que la nappe auxiliaire 7 s'étend ici sur une largeur égale à celle de la partie principale 5a. Le mode de réalisation de la figure 4 dérive de celui de la figure 1 et s'en distingue par le fait que la nappe supplémentaire 7 s'étend sur toute la largeur de la partie principale 5a. Dans le mode de réalisation de la figure 5, il n'y a pas recouvrement de la partie auxiliaire 5b par la nappe supplémentaire 7 laquelle s'étend substantiellement depuis le bord latéral libre 9 de la partie principale 5a jusqu'au bord latéral libre 8 de la partie auxiliaire 5b. Le mode de réalisation de la figure 6 dérive de celui de la figure 3 et s'en distingue par le fait que la nappe supplémentaire 7 s'étend sur le côté radialement extérieur de la partie principale 5a de la nappe 5, au lieu d'être situé du côté de la partie auxiliaire 5b. Bien entendu, sans sortir du cadre de la présente invention, on pourrait inverser, depuis le côté radialement extérieur de la ceinture jusqu'au côté radialement intérieur de celle-ci, la succession des nappes rencontrées ; de plus, sur les figures 1 et 3 à 5, la nappe supplémentaire pourrait avantageusement dépasser le bord libre 9 de la partie principale. Les ceintures de renforcement des figures 1 à 6 et, à un degré plus élevé, celles des figures 1 à 4 présentent toutes les caractéristiques souhaitées énoncées plus haut dans la description, à savoir résistance élevée aux forces de dérive latérale, résistance élevée aux décollements et aux déchirures, faible résistance au roulement, faible usure, possibilité de vitesses élevées, précision de la tenue de route, longue durée de vie, sécurité, confort et faible prix de revient. On a par ailleurs constaté que les enveloppes conformes à la présente invention présentaient une usure moins rapide sur le' cOté axialement interne de la bande de roulement que sur son côté axialement externe : en conséquence, et afin d'obtenir une vitesse radiale d'usure uniforme de la bande de roulement, il est proposé d'y parvenir en disposant une plus grande quantité de matériau élastomère sur le c8té axialement externe que sur le c8té axialement interne, ce qui peut être obtenu en adoptant des nervures plus larges, donc des rainures moins larges, sur le côté axialement externe de l'enveloppe ; si des pavés sont prévus dans le dessin de la bande de roulement, ceux-ci pourront être plus nombreux (pour une même surface unitaire des pavés) ou plus étendus (pour un même nombre de pavés ou éventuellement pour un plus petit nombre de pavés) sur le côté axialement externe que sur le c8té axialement interne, tandis que la surface totale-des creux entre ceux-ci sera corrélativement réduite. En d'autres termes, on adoptera, conformément à la présente invention, sur le côté axialement externe de la bande de roulement, des rapports pleins/creux supérieurs à ceux de la partie interne, le rapport pleins/creux pouvant éventuellement diminuer de manière continue et/ou discontinue depuis le bord latéral axialement externe jusqu'au bord latéral axialement interne de la bande de roulement. A A cet effet on pourra adopter des dessins de sculptures se prêtant facilement à des variations du rapport pleins/creux précité en fonction de la zone transversale considérée de la bande de roulement, tels que par exemple des dessins du type de ceux illustrés dans le brevet français 2-.227.965 demandé le 4 Mai 1973 par la présente demanderesse et ayant pour titre "Enveloppe de bandage pneumatique comportant application d'une nouvelle structure de bande de roulement" ; bien entendu ce rapport sera, conformément à la présente invention plus élevé sur le c8té axialement externe que sur le côté axialement interne. Sur la figure 8, qui illustre ce mode de réalisation, les rainures 10 de la surface de la bande de roulement 4 déterminent des rangées circonférentielles de blocs ou pavés rectangulaires Il et ont toutes même profondeur ; cependant on remarque que les dimensions desdits blocs sont de plus en plus importantes (et en conséquent le rapport pleins/creux précité est de plus en plus élevé) depuis le c8té axialement interne A jusqu'au c8té axialement externe B et que les rainures sont plus étroites sur le c8té axialement externe que sur le côté axialement interne ; de plus la structure comprend ici, suivant l'axe médian de la bande de roulement, une rainure supplémentaire 12. On peut aussi remédier à l'inconvénient d'une usure dissymétrique tout en conservant un dessin des sculptures qui soit symétrique par rapport au plan médian de l'enveloppe à condition de prévoir une profondeur plus grande des sculptures du côté axialement externe que du côté axialement interne. Ceci à l'avantge supplémentaire de réduire le diamètre de la ceinture du côté axialement externe, ce qui améliore encore les propriétés générales de l'enveloppe. Ce mode de réalisation est illustré sur la figure 7 où l'on voit que la ceinture 2, constituée de la nappe supplémentaire 7 et de la nappe repliée déterminant les parties principale 5a et auxiliaire Sb, est de plus petit diamètre sur son côté axialement externe. L'épaisseur de gomme entre les nappes armées de carcasse et la ceinture (ou entre deux nappes de carcasse consécutives) est donc plus grande sur le côté axialement interne que sur le côté axialement externe de 11 enveloppe, ce qui peut être obtenu par superposition de nappes de gomme de largeur décroissante vers ltextérieur. Conformément à l'invention, cette structure comporte, sur le côté radialement extérieur de la ceinture 2 une épaisseur de gomme qui est plus grande sur le côté radialement externe, muni de sculptures plsu profondes, que sur le côté radialement interne, muni de sculptures maris profondes ; on a traduit schématiquement ces sculptures en représentant sur le côté radialement externe une rainure 9a plus profonde que la rainure 9b du cOté radialement interne ; dans ces conditions bien que la vitesse radiale d'usure soit plus élevée sur le c8té axialement externe, l'enveloppe garde les mêmes propriétés de résistance sur toute sa largeur du fat de la plus grande épaisseur de gomme à user sur le c8té radialement externe. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en ouvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.Ceinture de renforcement pour enveloppe de pneumatique de roue, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part une nappe d'éléments filiformes en acier enrobés dans un élastomère naturel ou synthétique, laquelle nappe est repliée en deux parties rabattues sur elles-mêmes suivant un bord latéral de ladite ceinture, de préférence le bord axialement interne, de façon à former une partie principale, ayant substantiellement la largeur de ladite ceinture, et une partie auxiliaire située soit sur le côté radialement intérieur, soit sur le coté radialement extérieur de ladite parte principale, et de largeur inférieure à celle de ladite partie principale, et d'autre part au moins une nappe supplémentaire d'éléments filiformes enrobés dans un élastomère naturel ou synthétique, les éléments filiformes de cette nappe supplémentaire étant en un matériau élastique, à module d'élasticité inférieur à 2000 kg/mm2, par exemple en polyamide aliphatique tel que le nylon, ou en polyester, ou en acétate de cellulose, et étant disposés longitudinalement ou faisant un angle faible, compris entre 0 et environ 150, avec le plan équatorial de l'enveloppe, cette nappe supplémentaire s'étendant au moins dans la zone comprise entre le bord latéral, libre de ladite partie auxiliaire et le bord latéral libre de ladite partie principale. 2.Ceinture de renforcement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nappe supplémentaire précitée est située, par rapport à la partie principale précitée, du c8té de 1â partie auxiliaire précitée. 3. Ceinture de renforcement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la nappe. supplémentaire précitée recouvre le bord libre de la partie auxiliaire précitée. 4. Ceinture de renforcement selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments filiformes de la nappe repliée forment, avec le plan équatorial de l'enveloppe, un angle compris entre 12 et 450 et de préférence entre 20 et 300. 5. Ceinture de renforcement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la largeur de la partie auxiliaire précitée est comprise entre 65% et 90% de la largeur de la partie principale précitée. 6. Ceinture de renforcement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la nappe supplémentaire précitée a une largeur comprise entre 10% et 110% de la largeur de la partie principale. 7. Ceinture de renforcement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce quela nappe supplémentaire précitée recouvre la partie auxiliaire précitée sur une largeur comprise entre environ 10% et 30% de la largeur de la partie principale précitée. 8. Ceinture de renforcement selon l'une des revendications précédentes,caractérisée en ce que la largeur de la partie auxiliaire précitée représente environ 80% de la largeur de la partie principale et en ce que la largeur de la nappe supplémentaire représente environ 50% de la largeur de cette partie principale, ladite nappe supplémentaire recouvrant la partie auxiliaire précitée sur une largeur égale à environ 20% de la largeur de ladite partie principale. 9. Enveloppe de pneumatique de roue de véhicule, caractérisée en ce qu'elle possède une ceinture de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Enveloppe de pneumatique selon la revendication 9, caractérisée en ce que, dans chaque tranche d'épaisseur de la bande de roulement affectée par les sculptures de celle-ci, le côté axialement externe de ladite bande de roulement comporte, par unité de surface, davantage de matériau élastomère que le cOté axialement interne, ce qui est obtenu en adoptant, sur ledit côté axialement externe des rapports pleins/creux supérieurs à ceux de la partie axialement interne. 11. Enveloppe de pneumatique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte sur la face radialement extérieure de la ceinture précitée une plus grande épaisseur de gomme sur le c8té axialement externe de 1'enveloppe que sur son côté axialement interne, en ce que les sculptures de la bande de roulement sont plus profondes sur ce c8té axialement externe que sur ce cOté axialement interne et en ce que le diamètre de ladite ceinture est plus petit sur ce c8té axialement externe que sur ce côté axialement interne.