Brevet FR2467090A1 — publié le 19810417

L'invention concerne un pneumatique d'automobile en polyuréthane ou en une matière coulable analogue se transformant par durcissement en une matière synthétique élastique, avec une ceinture protectrice intérieure disposée au-dessous de la zone de la bande de roulement et faite de fils textiles, de fils métal- liques ou d'autres supports de résistance analogue, s'étendant essentiellement dans la direction circonférentielle et placés à distance mutuelle. Des pneumatiques présentant cette structure sont déjà connus d'après la demande de brevet allemand DOS 2 619 942. On les appelle ordinairement pneus coulés. Tel est le point de départ de l'invention. S'agissant de polyuréthane et des matériaux analogues au polyuréthane, ce qui importe en particulier, c'est leur aptitude à la coulée avant le durcissement et les propriétés physiques de la matière transformée chimiquement que l'on obtient après le durcissement. Les supports de résistance qui s'étendent dans la direction circonférentielle constituent la ceinture; ils forment un angle nul ou seulement un petit angle avec la direction circon- férentielle du pneumatique. L'angle mesure moins de 20. Il résulte forcément de la largeur de la ceinture, de la circonfé- rence de celle-ci et de l'écart entre fils. Les pneus coulés connus jusqu'ici sont encore loin de présenter les capacités de roulement que l'on observe ordinaire- ment avec les pneus traditionnels. D'autre part, le comportement sur route de ces pneus de structure connue est défectueux. Par ailleurs, un pneu coulé doit assurer la sécurité élevée à l'égard de l'éclatement qu'offrent ordinairement les pneus classiques. Le but de l'invention est de réaliser une structure de ceinture qui maintienne à un niveau aussi bas que possible l'accroissement du pneu sous l'effet de la pression interne et des forces centrifuges. En outre, la ceinture protectrice intérieure ne doit pas être sujette, lors du roulement, à des déformations indésirables et intenses, afin que l'on puisse parvenir à une grande sécurité, à une capacité de roulement élevée et à de bonnes caractéristiques de tenue de route. D'après l'invention, ce but est atteint, dans le pneuma- tique défini dans le préambule, par la combinaison des caracté- ristiques suivantes: a) les supports de résistance et la masse de matière synthétique qui les entoure dans la ceinture protectrice inté- rieure présentent ensemble, dans la direction circonférentielle, une rigidité à la traction d'au moins 3 mN. b) chaque support de résistance présente individuellement une charge de rupture d'au moins 1500 N. L'écart mentionné entre les supports de résistance tient compte de la possibilité de passage de la matière synthétique encore liquide à travers la ceinture lors de la fabrication et des mouvements relatifs des garnitures intérieures de support de traction qui se produisent temporairement les unes par rapport aux autres lors du passage de surfaces inégales. L'écart entre les supports de résistance a donc des limites supérieure et inférieure déterminées. La rigidité minimale à la traction de 3 mN garantit que l'accroissement du pneu pourra être maintenu nettement au-dessous de 1 % et que, de la sorte, un bombement de la section transver- sale de la ceinture par rapport à la direction circonférentielle restera très minime. La forme du rayon de courbure sous l'effet de la pression interne et des forces centrifuges est également un facteur de grande importance pour les caractéristiques de tenue de route du pneumatique. Pour cette raison, le rayon de courbure doit rester au-dessus de 270 mm, en partant d'une ceinture cylindrique ou presque cylindrique. Dans la pratique, il se situe entre les limites de 270 et de 400 mm. Des rayons de courbure encore plus grands sont également utilisables. En raison du faible aplatis- sement, de moins de 1 % dans la région de la ceinture lorsque ces conditions préalables sont respectées, on peut parvenir à une capacité de roulement élevée. Le polyuréthane ou la matière analo- gue au polyuréthane se trouve alors nettement au-dessous de ses limites de destruction mécanique. Grâce au rayon de courbure inhabituellement grand, on obtient une distribution de la pression d'appui au sol qui revêt une importance décisive pour la tenue de route. La rigidité à la traction et le grand rayon de courbure interviennent en commun avec les écarts entre les supports de résistance et les diamètres de ceux-ci. Si les valeurs limites mentionnées ci-dessus sont respectées, on obtient un pneumatique qui présente, en comparai- son avec les pneus à ceinture classiques, un niveau de qualité élevé en rapport avec les exigences habituelles de durée d'usage et qui joint en même temps des capacités de roulement élevées à de bonnes caractéristiques de tenue de route. Mais en particulier, on parvient de la sorte à une faible résistance au roulement. Par rigidité à la traction ou rigidité à l'allongement, il y a lieu d'entendre la résistance qu'un corps oppose à des efforts de traction. La rigidité à la traction est définie comme le produit du coefficient d'élasticité et de la section. Le comportement de la ceinture peut être décrit par le modèle de la poutre en anneau de cercle placée dans un lit élastique. La rigidité à l'allongement décrit dans ces conditions le comporte- ment élastique de la ceinture en anneau de cercle. Une autre caractéristique importante du pneumatique est ce qu'on appelle le rapport d'aplatissement ("Flatness" = F). C'est le quotient du rayon de courbure transversale R et de la largeur B du pneu. Il existe, entre ces grandeurs, le rapport exprimé par la formule suivante: 2 R F = B La valeur de F doit être de l'ordre de grandeur de 2,5 à 4,5. Pour que l'on puisse parvenir à ces valeurs avec la structure définie cidessus, la forte rigidité à la traction mentionnée pour commencer, de 3 mN, est essentielle. Une autre caractéristique de cette structure de ceinture tient à sa sécurité à l'égard de l'éclatement ou de la rupture de ses supports de résistance. Par rapport aux pneus à ceinture classiques, l'effort de traction sur les fils individuels, avec cette conception de pneus en polyuréthane, est particulièrement élevé, si bien que pour garantir la solidité et la capacité de charge permanente, un niveau particulièrement élevé de tenue à la rupture des fils utilisés est nécessaire. Pour parvenir ici au niveau de pneus classiques, il est nécessaire d'utiliser pour les fils une matière qui présente une tension de rupture minimale de 1500 N. En ce qui concerne la matière des fils, on peut utiliser les matériaux usuels pour tous les pneus, comme l'acier, des fibres synthétiques inorganiques ou organiques. Les fils doivent présenter une charge de rupture de 2500 N. L'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux deux figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en coupe transversale du pneuma- tique. La figure 2 représente un fragment de la ceinture protec- trice intérieure. D'après la fig. 1, le corps du pneu 1 en polyester- uréthane comporte des tringles métalliques 3 dans ses talons 2. Au-dessous de la bande de roulement 4 est disposée une ceinture protectrice intérieure 5. Elle se compose d'un seul long cordon métallique qui est incorporé dans le pneu en spires disposées parallèlement. Le cordon métallique forme un angle de 0,50 environ avec la direction circonférentielle. Les spires se trouvent dans un plan approximativement cylindrique. A partir de la largeur 6 du pneu et du rayon de courbure R, mesurant 270 mm environ, on obtient un rapport d'aplatissement de 3,5. La rigidité à la traction est de 3,6 mN. Comme on peut le voir plus nettement sur la fig. 2, ces supports de résistance 7 en cordon d'acier se composent de plu- sieurs filaments individuels. Le diamètre de ce cordon mesure 1,8 mm et l'écart libre mesure 1,2 mm. - REVENDICATIONS - ______________ 1. Pneumatique d'automobile, en polyuréthane ou en une matière coulable analogue se transformant par durcissement en une matière synthétique élastique, avec une ceinture protectrice intérieure, cylindrique ou approximativement cylindrique, disposée au-dessous de la bande de roulement et faite de fils textiles, de fils métalliques ou de supports de résistance analogues qui s'éten- dent essentiellement dans la direction circonférentielle à distance les uns des autres, présentent un diamètre de 0,5 à 2,5 mm, mais de préférence de 1,0 à 1,9 mm et un écart mutuel libre de 0,5 à 3,0 mia, caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) les supports de résistance et la masse de matière synthétique qui les entoure dans la ceinture protectrice intérieure présen- tent ensemble, dans la direction circonférentielle, une rigidité à la traction d'au moins 3 mN, b) Le support de résistance présente individuellement une tension de rupture d'au moins 1500 N. 2. Pneumatique d'automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports de résistance sont en acier, en polyester, en polyamide aromatique, en verre ou en des matériaux ayant une résistance comparable. 3. Pneumatique d'automobile selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de la bande de roulement présente, dans la direction transversale, un rayon de courbure égal ou supérieur à 270 mm.