Brevet FR2483854A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne les pneumatiques radiaux pour des véhicules lourds et elle a trait plus particulière- ment à un pneumatique radial géant pour des véhicules tout- terrain, ces pneumatiques étant utilisés pour de lourdes charges et comportant une partie-talon de grande durabilité. La partie-talon des pneumatiques de type mentionné ci- dessus a par le passé été fréquemment affectée par des dommages par séparation du fait de sa mauvaise durabilité. En effet la durabilité de la partie-talon dépend de la contrainteet de l'échauffement produits par déformation sous l'effet de la charge à laquelle est soumise le pneuma- tique. Cette déformation imputable à la charge augmente évidemment en fonction de la charge du pneumatique radial lors de son utilisation et elle atteint un maximum quand ce pneumatique est employé dans des véhicules tout-terrain. En outre, le pneumatique radial géant présente l'inconvénient que le rayonnement de chaleur est mauvais du fait du très gros volume du pneumatique par comparaison à ceux des pneumatiques utilisés dans d'autres applications. Cette contrainte et cet échauffement ont une mauvaise influence sur la durabilité de la partie-talon quand ils atteignent des valeurs élevées. Des recherches pour trouver la cause des dommages par séparation se produisant dans la partie-talon du type de pneumatique mentionné cidessus ont fait ressortir comme résultat que la fissure produite dans la partie extrême du squelette du pneumatique, par exemple l'extrémité de câbles de pli ou l'extrémité de câbles de renforcement atteint la surface du pneumatique de façon à produire un dommage par séparation dans la partie-talon, en rendant finalement le pneumatique inutilisable. De nombreuses tentatives ont été faites par le passé pour éliminer ce dommage par séparation; par exemple la partie extrême de câble, tel qu'un câble métallique et en particu- lier un câble d'acier, est changée de position ou bien l'extrémité de câble est recouverte d'un tissu en câblés textiles organiques ou d'une feuille de caoutchouc possédant 2 2483854 des propriétés spéciales, ou bien une couche de câblés textiles organiques ou une couche de câblés de grande extensibilité est disposée à proximité de l'extrémité de câble. Ces mesures ont été appliquées séparément ou en combinaison mais aucune d'elles n'a donné de résultat satisfaisant. L'invention a en conséquence pour objet de fournir un pneumatique radial pour véhicules pour lourdes charges, qui comporte une partie-talon de grande durabilité permettant d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus et rencon- trés dans l'art antérieur. Selon l'invention, il est prévu un pneumatique radial pour véhicules pour lourdes charges, comprenant une carcasse, composée de couches contenant des câbles métalliques disposés essentiellement dans un plan radial du pneumatique et enroulés autour d'une tringle de talon ainsi qu'une couche de caoutchouc disposée sur celle-ci de l'intérieur vers l'extérieur afin de former une partie recourbée vers le haut, ainsi qu'une partie-talon comportant au moins une couche de renforcement disposée le long de la partie recourbée de la carcasse et pourvue de câbles se croisant avec les câbles de ladite partie recourbée de la carcasse,la couche de renforcement étant interposée, avec la partie recourbée de la carcasse, entre la couche de caoutchouc et une couche extérieure de reve- tement en caoutchouc, pneumatique caractérisé en ce que l'extrémité des câblés de la partie recourbée de la couche de renforcement, qui est placée en dessous de la position de largeur maximale du pneumatique et qui est disposée à l'extérieur de la tringle de talon, est placée à une hauteur supérieure à la hauteur h du rebord d'une jante de montage de partie-talon mais inférieure à la hauteur égale au triple de la hauteur h précitée, et en ce que la couche extérieure de revêtement en caoutchouc de la partie-talon présente une certaine distribution d'épaisseur dans une largeur de référence A de la partie-talon qui est plus courte que la hauteur h du rebord de jante et qui est mesurée depuis la surface extérieure de la partie-talon, en passant par le centre de la tringle de talon et parallèle- ment à l'axe de rotation du pneumatique, jusqu'au pli de. carcasse, ladite distribution d'épaisseur satisfaisant à la condition suivante: 0,30 A2 XI SW o RW désigne la largeur existant entre les parties de talon du pneumatique monté sur la jante, SW désigne la largeur maximale existant entre les flancs du pneumatique monté sur la jante, - A désigne une largeur de référence de.la partie-talon, B désigne l'épaisseur minimale de caoutchouc dans la partie-talon, et C désigne l'épaisseur maximale de caoutchouc dans la partie-talon. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - - Fig. 1 est une vue en coupe de la moitié de gauche d'un pneumatique agencé conformément à la présente invention, - Fig. 2 est une vue semblable d'un autre pneumatique agencé conformément à la présente invention, la figure montrant une couche de renforcement modifiée, - Fig. 3 est un graphique donnant la relation entre l'énergie de déformation totale à l'extrémité des câbles de pli et B.C/A', - Fig. 4 est un graphique donnant la relation entre la température engendrée par échauffement à l'extrémité des câbles de pli et B.C/A', - Fig. 5 est une vue en coupe de la moitié de gauche d'un pneumatique de comparaison, et Fig.6 est une vue semblable d'un autre pneumatique de comparaison, montrant une couche de renforcement modifiée dudit pneumatique. Les inventeurs ont considéré la position des extrémités des câbles et la distribution d'épaisseur de la couche 4 2483854 extérieure de revêtement en caoutchouc de la partie-talon recouvrant ces extrémités de câbles en ce qui concerne un pneumatique pour véhicule pour charges lourdes présentant une structure dite à carcasse radiale, dans laquelle les câbles métalliques, par exemple en acier, sont disposés dans la surface radiale du pneumatique ou bien le long de la surface croisée par ceux-ci suivant un angle extrêmement petit, et ils ont confirmé le fait que l'utilisation des mesures mentionnées ci-dessus permettait d'éliminer un dommage par séparation de la partie-talon. Conformément à la présente invention, la couche de renforcement mentionnée ci-dessus peut être composée de- câbles semblables à ou différents des câbles de la carcasse ou bien elle peut être composée de fils ou câblés textiles minéraux ou organiques ou bien de tissus pouvant être utilisés d'une façon générale comme câbles de pneumatique ou bien pouvant être agencés suivant toute combinaison appropriée desdits éléments. En particulier, lorsque la couche de renforcement est composée de câbles métalliques, leurs extrémités doivent être agencéesde la même façon que les extrémités des câbles de carcasse. Sur la figure 1, on a désigné par 1 une carcasse composée de câbles métalliques qui sont disposés dans un plan radial, par 2, une tringle de talon, par 3 une partie recourbée de la carcasse qui est enroulée vers le haut autour de la tringle de talon 2 de l'intérieur vers l'extérieur et par 41' 42 deux couches de renforcement qui sont formées de tissus textiles et comportant chacune des câblés textiles se croisant avec les câbles de la carcasse 1 et se croisant également entre eux. Sur la figure 2, on a désigné par 4 une couche de renforcement composée de câbles métalliques, dont les extrémités supérieures sont placées dans une position située au-dessus de l'extrémité supérieure de la partie recourbée de la carcasse. Sur les figures 1 et 2, il est prévu sur la tringle de talon 2 une couche de caoutchouc, avec ou sans interpo- 2483854 sition d'un renfort entre la surface extérieure de la carcasse et la surface intérieure de la partie recourbée 3. Sur les figures 1 et 2, on a désigné par 5 une couche extérieure de revêtement en caoutchouc déterminant le profil du contour de pneumatique, la partie recourbée 3 et la couche de renforcement 4 étant interposées entre la couche de - caoutchouc et la couche extérieure de revêtement en caoutchouc. On a désigné par 6 un rebord de la jante sur laquelle est montée la partie-talon, h désignant la hauteur de ce rebord de jante. Selon l'invention, en premier lieu, l'extrémité supérieure de la partie recourbée 3 de la figure 1, ou l'extrémité supérieure de la couche de renforcement 4 de la figure 2, doit être placée dans une position située entre le niveau défini prla hauteur h du rebord et le niveau supérieur défini par H, qui est égal à trois fois h. En second lieu, la distribution d'épaisseur de caoutchouc dans la couche extérieure 5 doit être déterminée en vue de satisfaire à la condition définie par la formule mentionnée ci-dessus. La largeur de référence A de la partie- talon intervenant dans la formule mentionnée ci-dessus est définie par la distance séparant la surface extérieure de la couche extérieure de caoutchouc 5 de la carcasse 1, cette distance étant mesurée dans une direction s'étendant le long du centre de la tringle de talon 2 parallèlement à l'axe de rotation du pneumatique. RW désigne la largeur existant entre les talons du pneumatique monté sur la.jante, SW désigne la largeur maximale existant entre les flancs du pneumatique dans sa condition de gonflement. En particulier, SW représente la largeur maximale existant entre les flancs du pneumatique lorsqu'il n'est pas déformé par la charge.à l'exclusion de la saillie formée directement en dessous de l'épaulement du pneumatique pour des véhicules tout-terrain en vue d'empêcher des découpures latérales. La couche extérieure de revêtement en caoutchouc 5 présente une épaisseur minimale B en un point situé dans une zone d'incurvation concave, dirigée vers l'extérieur, de la 6 2483854 surface incurvée de la partie intérieure montante du rebord de jante 6, cette épaisseur étant mesurée de la surface extérieure de la couche extérieure de caoutchouc 5 vers la carcasse 1. La couche extérieure de caoutchouc 5 présente une épaisseur maximale C en un point situé au-delà d'un point d'inflexion ou la courbure concave dirigée vers l'extérieur est graduellement convertie en une courbure convexe dirigée vers l'extérieur. L'épaisseur minimale B et l'épaisseur minimale C de la couche extérieure de caout- chouc 5 sont plus petites que la largeur de référence A de la partietalon. Ces épaisseurs B et C sont mesurées sur une droite perpendiculaire à la carcasse 1. Les points d'intersection b et c des perpendiculaires précitées avec la carcasse 1 sont placés sur la ligne de configuration naturelle de la carcasse 1 passant par un point a qui est un point de croisement-entre la ligne tracée à partir de la surface extérieure de -la couche extérieure de caoutchouc , passant par le centre de la tringle de talon et orientée parallèlement à l'axe de rotation du pneumatique en direction de la carcasse 1, et la carcasse 1. La figure 3 est une représentation graphique donnant le résultat des essais effectués en adoptant une valeur constante pour A constante et en faisant varier les valeurs de B et C. Sur cette figure 3, on a indiqué en ordonnées l'énergie totale de déformation à l'extrémité de câbles de pli et en abscisses la valeur de B.C /A2. La figure 4 donne le résultat des essais effectués en prenant pour A une valeur constante et en faisant varier les valeurs de B et C. Sur cette figure 4, on a indiqué en ordonnées la température produite par échauffement à l'extré- mité de câbles de pli tandis que les abscisses donnent les valeurs de B.C /A2. Dans les essais représentés graphiquement sur les figures 3 et 4, on a donné à RW/SW la valeur 0,65. Comme le montrent les résultats des essais indiqués sur les figures 3 et 4, si B.C /A' est plus petit que 0,45, l'énergie de déformation totale est augmentée indépendamment de la faible température d'échauffement, ce qui produit 7 2483854 fréquemment un dommage par séparation dans la partie- talon. Cependant, si B.C /A2 devient supérieur à 0,85,-la température d'échauffement à l'extrémité de câbles de pli devient plus grande indépendamment de la petite énergie de déformation totale enregistrée à l'extrémité de câbles de pli, ce qui produit alors fréquemment un dommage par séparation de la partie-talon. Des essais expérimentaux ont démontré que, si RW/SW variait, la plage effective de valeurs de B.C /A2, qui est déterminée par une combinaison de l'énergie de déformation totale aux extrémités de câbles de pli indiquée sur la figure 3 et de la température d'échauffement aux extrémités de câbles de pli indiquée sur la figure 4, et dans laquelle le dommage par séparation de la partie-talon peut difficile- ment se produire, est inversement proportionnelle à la valeur de RW/SW. Ainsi, les résultats d'essai mentionnés ci-dessus ont démontré que, dans la partie-talon du pneumatique géant pour véhicules tout-terrain pour lourdes charges, on peut réduire notablement le risque de dommage par séparation dans la partie-talon lorsque (B.C /A2) x (RW/SW) est maintenu dans une gamme comprise entre 0,30 et 0,55, de préférence dans une gamme comprise entre 0,35 et 0,50. La figure 5 représente un pneumatique de comparaison dans lequel la valeur de (B.C/A2) x (RWISW) est de 0,74 et qui présente une structure de renforcement semblable à celle des pneumatiques conformes à l'invention et repré- sentés sur la figure 1. La figure 6 représente un autre pneumatique de comparai- son dans lequel la valeur de (B.C/A2) x (RW/SW) est également de 0,74 et qui comporte une structure de renfor- cement semblable à celle des pneumatiques conformes a l'invention et représentés sur la figure 2. Dans le pneumatique conforme à l'invention et représenté sur la figure 1, la partie-talon est renforcée par deux couches de renforcement 41 42 qui partent de positions situées à un niveau plus bas que l'extrémité supérieure de la partie recourbée 3 de la carcasse 1 et qui sont 8 248-854 enrouléesautour de la tringle de talon 2 de l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci. La couche extérieure de revêtement en caoutchouc de la patietalon a les dimensions suivantes: la largeur de référence de talon A est de 47,5mm, l'épaisseur minimale de caoutchouc B est de 35,5 mm et l'épaisseur maximale de caoutchouc C est de 44 mm; la largeur maximale de pneumatique SW est de 585 mm, la largeur entre les talons est de 381 mm, RW/SW a une valeur de 0,65 et (B.C /A2) x (R-W/SW) a la valeur 0,45. Dans le pneumatique conforme à l'invention représenté sur la figure 2, la structure de la partie-talon est renforcée par une couche de câbles 4 qui part d'une position située à un niveau plus élevé que l'extrémité supérieure de la partie recourbée 3 de la carcasse 1 et qui est enroulée autour de la tringle de talon 2 de l'extérieur vers l'inté- rieur de celle-ci. La couche extérieure de revêtement en caoutchouc de la partie-talon a des dimensions identiques à celles du pneumatique sur la figure 1.Les pneumatiques selon l'invention représentés sur les figures 1 et 2 présentent l'avantage qu'on peut éliminer le dommage par séparation de la partie-talon. Des essais effectués sur tambour placé sous abri sur des-pneumatiques ayant chacun une dimension de 21.00R35 ont permis d'obtenir les résultats indiqués dans le tableau suivant. TABLEAU Type de pneumatique Valeur de B C XRW Indice de durabilité A 0,25 110 B 0,48 130 C 0,62 100 D 0,85 90 Dans le tableau ci-dessus, 1' indice de durabilité représente la valeur de la distance parcourue par un pneuma- tique dont la patie-talon est rompue quand le pneumatique est 9 2483854 soumis à la charge qui est graduellement augmentée en faisant tourner le tambour de la machine de contrôle à une vitesse constante. Comme le montre le tableau ci-dessus, le pneumatique B a présenté une distribution d'épaisseur de la couche exté- rieure de caoutchouc de la partie-talon qui est de 0,48 *qui est comprise dans la gamme définie par la présente invention, c'est-à-dire la gamme allant de 0,30à 0,55. Les autres pneumatiques de comparaison A,C etD, dont la distribution d'épaisseur de la couche extérieure de revêtement en caoutchouc de la partie-talon n'a pas satisfait à la condition définie par la présente invention, ont présenté un indice de durabilité inférieur à celui du pneumatique B conforme à l'invention. 2483854 REVENDICATIONS carcasse I.Pneumatique radial pour véhicules pour charges lourdes, comprenant une/ composéedecouches contenant des câbles métalliques disposés essentiellement dans un plan radial du pneumatique et enrou- lés autour d'une tringle de talon/ainsi qu'une couche de caoutchouc (5) disposée sur celle-ci de l'intérieur vers l'extérieur afin de former une partie recourbée vers le haut (3), ainsi qu'une partie-talon comportant au moins une couche de renforcement (4) disposée le long de la partie recourbée de la carcasse et pourvue de câbles se croisant avec les câbles de ladite partie recourbée de la carcasse, la couche de renforcement étant interposée, avec la partie recourbée de la carcasse, entre la couche de caoutchouc et une couche extérieure de revêtement en caoutchouc (5), pneumatique caractérisé en ce que l'extrémité des câblés de la partie recourbée (3) de la couche de renforcement qui est placée en dessous de la position de largeur maximale du pneumatique et qui est disposée à l'extérieur de la tringle de talon est placée à une hauteur supérieure à la hauteur h du rebord d'une Jante de montage de partie- talon mais inférieure à la hauteur égale au triple de la hauteur h précitée, et en ce que la couche extérieure de revêtement en caoutchouc de la partie-talon présente une certaine distribution d'épaisseur dans une largeur de référence A de la partie-talon qui est plus courte que la hauteur h du rebord de jante et qui est mesurée depuis la surface extérieure de la partie-talon, en passant par le centre de la tringle de talon, et parallèlement à l'axe de rotation du pneumatique jusqu'au pli de carcasse, ladite distribution d'épaisseur satisfaisant à la condition suivante: 0,30 T xRW dO,55 o RW désigne la largeur existant entre les parties de talon du pneumatique monté sur la jante, SW désigne la largeur maximale existant entre les flancs du pneumatique monté sur la jante, A désigne une largeur de référence de ïa partie-talon, il 2483854 B désigne l'épaisseur minimale de caoutchouc dans la partie-talon, et C désigne l'épaisseur maximale de caoutchouc dans la partie- talon. 2. Pneumatique radial selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite couche de renforcement (4) est formée de câbles métalliques. 3. Pneumatique radial selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite couche de renforcement (4) est composée de câbles textiles organiques ou de câbles textiles minéraux. 4. Pneumatique radial selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite partie-talon comprend au moins deux couches de renforcement (41, 42) qui sont formées d'une combinaison d'une couche de câbles métalliques et d'une couche de câbles textiles organiques ou de câbles textiles minéraux. 5. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distribution d'épaisseur de la couche extérieure de revêtement en caoutchouc prévue dans la partie-talon satisfait à la relation suivante 0, 35. A2 SW