Brevet FR2415016A1 — publié le 19790817

La présente invention concerne des perfectionnements aux pneumatiques dépourvus de chambre à air indépendante et destinés à être montés sur des véhicules poids lourds ou gros porteurs, ces pneumatiques étant dotés d'une armature de carcasse radiale et d'une armature de sommet formée d'au moins deux nappes de câbles parallèles dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante. De tels pneumatiques comportent un sommet prolongé de part et d'autre par un flanc suivi d'un bourrelet et sont munis d'un revêtement intérieur en un mélange élastomère étanche. Ils sont montés sur des jantes de roue de type normalisé. Ces jantes sont munies, de part et d'autre d'une base, d'un siège tronconique pour le bourrelet correspondant du pneumatique. En coupe radiale ce siège forme avec une parallèle à l'axe de rotation du pneumatique un angle de 150 environ s'ouvrant vers l'extérieur du pneumatique. La conicité des sièges assure la rétention des bourrelets et l'étanchéité de la cavité intérieure de ces pneumatiques. En conséquence, de telles jantes ne comportent qu'un rebord terminal de très faible extension, par exemple en forme de crochet. Le rôle de ce rebord terminal se borne à favoriser le positionnement des bourrelets sur leurs sièges et à empêcher l'introduction et/ou le cheminement de matériaux étrangers entre le bourrelet et la jante. Par contre, les pneumatiques de l'espèce considérée, vus en coupe radiale, ont des bourrelets dont la base, située axialement entre a pointe et le talon de ceux-ci et radialement à l'intérieur de la tringle, a une largeur axiale relativement grande. Cette largeur est appropriée à l'obtention d'une assise et d'une étanchéité convenables en coopération avec le siège de bourrelet sur la jante. Dans le sens radial le bourrelet s'étend depuis son siège sur la jante jusqu a la zone où les flancs du pneumatique atteignent leur épaisseur minimale. C'est ainsi que l'extrémité radialement extérieure du bourrelet vient se situer à peu près à mi-distance entre le siège du bourrelet sur la jante et l'épaule du pneumatique (voir Smithers International Tire Analysis 73-3 Europe : il R 22,5 or Equivalent Radial Truck Tires et 75-2 : 11 R 22,5, 11-22.5 Steel Radial Truck Tires). Enfin, le contour du bourrelet, aussi bien à l'extérieur qu' l'intérieur du pneumatique, est formé par des arcs de courbe convexes vers l'extérieur du pneumatique.L'arc de courbe extérieur s'étend du point où la paroi du pneumatique quitte le contact de la jante, le pneumatique étant monté sur celle-ci, gonflé normalement, mais non chargé, jusqu'à mi-distance entre la base du bourrelet et l'épaule du pneumatique, c'est-à-dire à peu près jusqu'au point où le pneumatique atteint sa largeur axiale maximale B. Il résulte de la structure décrite ci-dessus que le bourrelet des pneumatiques de l'espèce considérée constitue une zone de grande extension radiale et que la raideur des bourrelets empiète d'une façon disproportionnée sur la flexibilité radiale des flancs. En outre, le montage des pneumatiques de l'espèce considérée sur les jantes correspondantes exige la présence d'une gorge de montage de diamètre inférieur à celui des sièges de bourrelets. Or, l'espace intérieur disponible pour les organes de freinage doit rester identique pour les pneumatiques sans chambre et les pneumatiques avec chambre dont les jantes sont dépourvues de gorge de montage. C'est pourquoi le diamètre nominal des sièges de bourrelets subit une augmentation qui n'est pas compensée par une augmentation du diamètre équatorial des pneumatiques de l'apèce considérée, d'où une diminution considérable de la hauteur H de la section radiale de tels pneumatiques par rapport à la jante. Ceci se traduit d'une H part par un rapport BH de tels pneumatiques irférieur, et même très inférieur, à l'unité. D'autre part, la diminution de ce rapport se fait au détriment du confort conféré par le pneumatique. Or ce confort est déjà mis en cause par l'importance donnée aux bourrelets. Il semble aussi qu'une rigiaité-élevée du bourrelet soit recherchée pour assurer la permanence de l'assise du bourrelet et, par suite, de l'étanchéité entre le pneumatique et la nantie, notamment en prévision de sollicitations importantes du pneumatique dans le sens axial. Le but de la présente invention est d'agir sur la structure des bourrelets des pneumatiques de l'espèce considérée de façon à augmenter considérablement la flexibilité radiale, ceci sans porter préjudice à la stabilité des bourrelets sur la jante et à l'endurance de ceux-ci. En conséquence, le pneumatique conforme à l'invention est remarquable en ce que, lorsque le pneumatique est monté sur la jante normalisée correspondante à sièges de bourrelet tronconiques, et gonflé, mais non chargé, la section radiale de la paroi extérieure du pneumatique forme une concavité dont la flèche maximale, par rapport au segment de droite joignant le point où la paroi extérieure quitte le contact de la jante et le point où la paroi extérieure atteint sa distance maximale par rapport au plan équatorial du pneumatique, se situe à une distance radiale du siège de bourrelet comprise entre 40 et 60 % de la distance radiale entre le siège de bourrelet et le point où la paroi extérieure atteint sa distance maximale par rapport au plan équatorial, ladite flèche ayant une longueur comprise entre environ 1 % et environ 10 /o de la longueur dudit segment de droite. Grâce à l'invention, l'extemité radialement intérieure du flanc, c' est-à-dire l'extrémité radialement extérieure du bourrelet, où l'épaisseur du pneumatique est environ égale à 1,5 fois l'épaisseur minimale des flancs, est ramenée à une distance du siège de bourrelet environ égale à 0,25 H, H étant la hauteur du pneumatique sur la jante correspondante, telle que prévue par la normalisation. De préférence, la zone concave conforme à l'invention se raccorde au talon du bourrelet au moyen d'une zone tronconique axée sur l'axe de rotation du pneumatique, l'angle du tronc de cône s'ouvrant vers l'extérieur du pneumatique, la génératrice du tronc de c8ne formant avec la partie de la base du bourrelet faisant suite au talon du bourrelet un angle compris entre 40 et 800 lorsque le pneumatique n'est pas monté sur sa jante. De préférence aussi, le raccordement entre la zone concave et la zone tronconique se trouve radialement au niveau du rebord de jante formant la portion terminale du siège de bourrelet conique de la jante. Dans le cas de l'utilisation d'urne armature de carcasse formée d'une nappe unique de câbles d'acier retournée dans chaque bourrelet vers l'extérieur autour de la tringle, l'invention permet de diminuer la distance de l'extrémité du retournement de l'armature de carcasse par rapport à la base du bourrelet, ce qui a pour effet d'assouplir le flanc. Sur le dessin destiné à faciliter la compréhension de la description d'un exemple d'exécution de l'invention, - la figure 1 est une vue en demi-coupe radiale d'un pnewnatique tel que connu, - la figure 2 est une vue en demi-coupe radiale d'un pneumatique selon 11 exemple d'exécution de l'invention, et - la figure 3 représente un détail du bourrelet du pneumatique de la figure 2, le pneumatique étant démonté de la jante. Le pneumatique 1 représenté en demi-coupe à la fig. 1 comporte, centré sur l'axe de symétrie XX', un sommet 10 prolongé de chaque côté par un flanc 2 se terminant par un bourrelet 3. Le bourrelet 3 a une pointe 31, une base 32 et un talon 33. La base 32 du bourrelet 3 repose sur le siège tronconique 41 d'une jante 4 (partiellement représentée). te siège 41 forme avec une parallèle YY' à l'axe de la roue (non représentée) un angle a de 150 s'ouvrant vers l'extérieur du pneumatique. te siège 41 se termine par un rebord 42 relativement court en forme de crochet. Le talon 33 du bourrelet 3 épouse l'arrondi qui relie le siège 41 au rebord de jante 42. Intérieurement, le pneumatique selon la fig. 1 est muni d'une couche élastomère 5 étanche qui tient lieu de chambre à air. L'armature de carcasse radiale 6 est retournée autour de la tringle 30 contenue dans le bourrelet 3. Dans la zone de cette tringle, le retournement de I1 armature de carcasse 6 est renforcé par un raidisseur 7 dont un bord 71 est disposé au voisinage de la pointe 31 du bourrelet 3. Le raidisseur 7 est disposé sensiblement parallèlement à la base 32 du bourrelet 3 et est en contact avec l'armature de carcasse 6 jusqu'au niveau du talon 33, puis la distance axiale entre le raidisseur 7 et l'armature 6 croit jusqu'au bord radialement extérieur 62 du retournement 61 de l'armature de carcasse radiale 6. Le bord radialement extérieur 72 du raidisseur 7 est situé radialement à l'extérieur du bord 62 du retournement 61. L'épaisseur minimale e du pneumatique se situe environ à mi-distance de la hauteur H du pneumatique sur la jante et environ dans la zone où le pneumatique atteint sa demi-largeur maximale B/2. Depuis le point de contact 34 de l'extérieur du pneumatique avec le rebord 42 de la jante 4 jusqu'à la zone d'épaisseur minimale e, un arc de courbe 35 convexe vers l'extérieur délimite le pneumatique. Compte tenu de la largeur de la base 32 du bourrelet 3 et de la convexité 35 de l'extérieur du pneumatique, la zone raide du bourrelet 3 s'étend de la base 32 du bourrelet 3 jusqu'à peu près la zone d'épaisseur minimale e. Ainsi, la zone flexible du flanc ne s'étend que de cette zone e jusqu'au niveau de l'épaule 8. Lorsque le pneumatique se aéforme sous l'effet d'une charge, la masse d'élastomère formant le bourrelet fait obstacle à la déformation en raison des éléments de renforcement (6, 61, 7) qu'elle renferme, mais aussi en raison de la compression dont elle est l'objet entre la zone e et le rebord de jante 42, ceci d'autant plus que le volume d'un élastomère sous l'effet d'une compression reste invariable et que son module d'élasticité staccroit considérablement en fonction de la vitessè à laquelle s'effectue cette compression. Enfin, l'armature de sommet est symbolisée par le bloc 9 disposé radialement à l'extérieur de l'armature de carcasse 6. Conformément à l'invention dont un exemple d'exécution est représenté aux fig. 2 et 3, on voit que vue de l'extérieur du pneumatique 20, la paroi extérieure 50 forme une concavité 51 qui a une flèche maximale 52 par rapport au segment de droite 26-53 joignant le point 26 oùla paroi extérieure 50 quitte la jante 4 et le point 53 où la paroi extérieure 50 atteint sa distance maximale B/2 par rapport à la trace XX' du plan équatorial sur le plan du dessin. Dans cet exemple, la flèche maximale 52, mesurée perpendiculairement au segment de droite 26-53, se situe à une distance radiale h égale à environ 40 ,4 de la distance radiale E entre le siège de bourrelet et le point 53 où la paroi extérieure 50 atteint sa distance maximale B/2 par rapport à la trace XX' du plan équatorial. La flèche 52 a ici une longueur égale à 4 % de la longueur du segment de droite 26-53. Ainsi par comparaison avec le pneumatique connu représenté à la fig. 1 et dont le contour extérieur 35 est dessiné en pointillé sur la fig. 2, le flanc atteint à une distance égale à 0,25 H (H étant la hauteur radiale du pneumatique sur la jante, mesurée conformément à la normalisation) une épaisseur égale à 1,5 fois son épaisseur minimale e. Cette concavité 51 est raccordée au talon 25 du bourrelet 23 (fig. 3) par une zone tronconique 54 axée sur l'axe (non représenté) du pneumatique et dont la génératrice 55 forme un angle P d'environ 400 (pour un pneumatique de dimensions 11 R 22.5) avec la partie de la base 32 faisant suite au talon 25 du bourrelet 23, lorsque le pneumatique n'est pas sur sa jante. Lorsque le pneumatique est monté, gonflé, mais non chargé (fig. 2), la zone de raccordement 56 entre la zone concave 51 et la zone tronconique 54 se situe au niveau du rebord 42 de la jante 4. Le raidisseur 27 est disposé en contact avec le retournement 61 de l'armature de carcasse 6 autour de la tringle 30. L'armature de carcasse 6 est formée par une nappe unique en câbles d'acier radiaux retournée de l'intérieur vers l'extérieur autour de la tringle 70. Le raidisseur 27 en câbles d'acier obliques par rapport à la direction circonférentielle est disposé au contact du retournement 61 depuis la zone du talon 25 du bourrelet 23. Comme on le voit l'extrémité 61' du retournement 61 et l'extrémité 27' du raidisseur 27 sont disposées plus près de la nappe de carcasse 6 que dans le pneumatique connu (fig. 1). Une telle disposition permet de faire un bourrelet moins haut, donc d'augmenter la hauteur des flancs, c'est-à-dire la flexibilité, ainsi que l'angle d'enveloppement de la tringle par le retournement 61. On obtient de la sorte une augmentation de l'endurance du bourrelet de l'ordre de 30 %. On voit aussi sur la figure 2 que la nappe de carcasse 6 conserve une courbure de même signe depuis le sommet jusqu'au niveau de la tringle 50, ceci malgré la concavité 51 du flanc conforme à l'invention, ceci aussi par comparaison aux armatures de carcasse des pneumatiques radiaux conventionnels pour véhicules lourds destinés à être montés avec une chambre à air indépendante sur des jantes dont les sièges de bourrelet sont peu inclinés sur l'axe de rotation (5 + 20) et sont terminés par des rebords d'extension radiale considérable. HEVkDICATI0NS s 'J J 'a 1. Pneumatique pour véhicules gros porteurs, dépourvu de chambre à air indépendante, destiné à être monté sur une jante à sièges de bourrelet coniques et comportant un sommet prolongé de part et d'autre par un flanc suivi d'un bourrelet, l'armature de carcasse étant radiale et l'armature de sommet étant constituée d'au moins deux nappes de câbles parallèles dans chaque nappe et croisés de la première nappe à la seconde, caractérisé en ce que, lorsque le pneumatique (20) est monté sur la jante normalisée (4) correspondante à sièges de bourrelet tronconiques(41), et gonflé, mais non chargé, la section radiale de la paroi extérieure (50) du pneumatique forme une concavité (51) dont la flèche maximale (52), par rapport au segment de droite (26-53) joignant le point (26) où la paroi extérieure (50) quitte le contact de la jante et le point (53) où la paroi extérieure (50) atteint sa distance maximale (B/2) par rapport au plan équatorial (X-X') du pneumatique, se situe à une distance radiale (h) du siège de bourrelet comprise entre 40 et 60 % de la distance radiale (E) entre le siège de bourrelet et le point (53) où la paroi extérieure (50) atteint sa distance maximale (B/2) par rapport au plan équatorial, ladite flèche (52) ayant une longueur comprise entre environ 1 ,a et environ 10 0 de la longueur dudit segment de droite (26-53). 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du pneumatique est, à une distance radiale du siège de bourrelet égale environ à 0,25 H (H étant la hauteur radiale du pneumatique (20) sur la jante (4)), égale à environ 1,5 fois l'épaisseur minimale (e) des flancs (22). 3. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone concave (51) est raccordée au talon (25) du bourrelet (23) au moyen d'une zone tronconique (54) axée sur l'axe de rotation du pneumatique, l'angle (fi) du tronc de cône s'ouvrant vers l'extérieur du pneumatique, la génératrice (55) du tronc de c8ne formant avec la partie (32) de la base du bourrelet pesant suite au talon (25) du bourrelet un angle (p) compris entre 40 et 800 lorsque le pneumatique (20) n'est pas monté sur sa jante (4). 4. Pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le raccordement (56) entre la zone concave (51) et la zone tronconique (54) se trouve à peu près au niveau du rebord (42) qui forme la portion terminale du siège conique (41) de la jante (4), le pneumatique (20) étant monté et gonflé mais non chargé. 5. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'armature de carcasse (6) est formée d'une seule nappe (6) de câbles d'acier retournés dans chaque bourrelet (23) vers l'extérieur autour de la tringle (30), et en ce que le retournement (61) de cette nappe se termine en un point (61')du bourrelet (23) proche de la tringle (30). 6. Pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'armaturede de carcasse (6) a une courbure de même signe depuis le sommet (10) jusqu'au niveau de la tringle (30) dans le bourrelet (23).