Brevet FR2478545A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne un bandage pneumatique et plus particulièrement un bandage pneumatique nouveau et perfectionné. Il est bien connu qu'il est désirable de vulcaniser un pneu sous une configuration telle que la structure des nappes de sa carcasse suive la courbe d'équilibre naturel sur au moins une partie de sa longueur. La courbe d'équili- bre naturel est la forme que la structure des nappes de car- casse a tendance à prendre de la manière imposée du fait du trajet et des dimensions de son câblé lorsque le pneu est monté sur la jante pour laquelle il est prévu et qu'il est gonflé à la pression de gonflage nominale. Ce concept est dé- crit et expliqué d'une manière approfondie dans l'ouvrage "Mathemactics Underlying The Design of Pneumatics Tire" de John F. Purdy. Les brevets des EUA no 3 757 844, no 3 910 336 et no 3 938 575 constituent des exemples qui illustrent la technique antérieure dans laquelle au moins une partie de la structure des nappes de la carcasse suit la courbe d'équili- bre naturel. Au cours du fonctionnement normal d'un bandage pneuma- tique, la région du talon est soumise à des forces de torsion et à des concentrations de contraintes qui peuvent réduire considérablement la durabilité, la tenue de route et le com- portement d'ensemble du pneu. La technique antérieure ne tient pas compte de ces forces. Dans cette technique antérieure, les couches ou nappes de la carcasse sont toutes immédiate- ment adjacentes les unes aux autres ou sont disposées dans des positions symétriques par rapport à la courbe d'équilibre naturel dans la région du talon. La structure des nappes de la carcasse ne contribue pas à la stabilité transversale du pneu ni n'améliore la durabilité du talon sous l'action des forces latérales. La présente invention a pour but de réaliser un banda- ge pneumatique perfectionné qui présente les avantages d'un pneu dont les nappes de carcasse sont disposées sur les cour- bes d'équilibre naturel tout en assurant simultanément une tenue de route améliorée et une durabilité accrue. Cette invention a en effet pour objet un pneu qui com- prend au moins deux nappes de carcasse, une nappe de carcasse étant enroulée à proximité de la surface axialement intérieu- re de la tringle et la seconde nappe de carcasse étant enrou- lée au voisinage de la surface axialement extérieure de la tringle. La ligne de contour neutre de chaque nappe de car- casse suit la courbe d'équilibre naturel au moins dans la région de talon du pneu. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, d'un mode de réalisa- tion donné & titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe radiale d'un pneumati- que réalisé conformément à la présente invention; et - la Fig. 2 est une vue en coupe radiale du pneumatique de la Fig. 1 lorsqu'il est soumis à une force latérale. un bar Le pne le sol extrés flancs tiveme ment 1 des ta Sur la Fig. 1 & laquelle on se référera, est représenté adage pneumatique 10 réalisé selon la présente invention. eu 10 comporte une bande de roulement 12 de contact avec qui s'étend circonférentiellement et se termine à ses lités latérales dans deux épaulements 14, 15. Deux 16, 17 s'étendent radialement vers l'intérieur respec- ent à partir de l'épaulement 14 et à partir de l'épaule- et se terminent dans deux talons 18, 19. Dans chacun alons 18, 19 est enrobée une tringle 20 et, respective- ment, 21, pratiquement inextensible. Dans le mode de réalisa- tion représenté, les tringles 20, 21 sont, de préférence, fa- briquées en fils d'acier. Une structure 22 de nappes de ren- forcement de la carcasse part du talon 18 et se prolonge dans le flanc 16, la bande de roulement 12 et le flanc 17 jusqu'au talon 19. La structure 22 de nappes de renforcement comprend deux nappes de renforcement 23 et 24. La structure 22 de ren- forcement de la carcasse est du type une nappe montante - une nappe descendante, c'est-à-dire a une construction dans la- quelle les extrémités de la nappe radialement intérieure 23 sont enroulées à proximité de la surface axialement la plus intérieure de chacune des tringles 20 et 21 dans chaque ta- lon respectif 18 et 19 et les extrémités de la nappe radiale- ment extérieure 24 sont enroulées au voisinage de la surface axialement la plus extérieure de chacune des tringles 20 et 21 dans chaque talon respectif 18 et 19. Dans le mode de réa- lisation particulier représenté, chacune des nappes de ren- forcement 23 et 24 comprend une couche de tissu enduite de caoutchouc. Le tissu comprend une série de câblés parallèles qui peuvent être fabriqués en toute matière utilisée pour le renforcement du caoutchouc, par exemple et sans que cette énumération soit limitative, en rayonne, nylon, polyester, ou acier, et qui peuvent faire de nombreux angles désirables avec le plan circonférentiel médian CP du pneu. Les câblés de nappes de renforcement 23 et 24 font un anglecompris en- tre environ 750 et environ 900 avec le plan circonférentiel médian CP. Bien que le mode de réalisation particulier repré- senté montre des nappes de renforcement 23 et 24 ne compor- tant chacune qu'une seule couche, il est bien entendu que chaque nappe 23 et 24 peut être composée de tout nombre supé- rieur de couches, les nappes 23 et 24 comportant de préféren- ce le même nombre de couches de tissu. Une ceinture de renforcement de bande de roulement 28 est placée circonférentiellement autour de la surface radiale- ment extérieure de la structure 22 de nappes de carcasse et comporte deux nappes de renforcement découpées 30, 32, de câ- blés parallèles avec une mince couche de caoutchouc. Les câ- blés des nappes 30, 32 peuvent 9tre fabriqués en-toute matiè- re utilisée pour le renforcement du caoutchouc, par exemple sans que cette énumération soit limitative, en nylon, en rayon- ne, en acier ou en aramide. Bien que la ceinture 28 représen- tée comporte deux nappes découpées 30, 32, cette ceinture 28 peut avoir toute configuration désirée ou peut être complète- ment supprimée, si désiré. Les câblés des nappes 30 et 32 font, de préférence, un angle compris entre environ 150 et avec le plan circonférentiel médian CP du pneu et, dans le mode de réalisation particulier représenté, cet angle est d'approximativement 21'.-De préférence, les nappes 30 et 32 de la ceinture sont orientées de telle sorte que les câblés de la nappe 30 font un angle égal et opposé à celui que font les ciblés de la nappe 32. Dans chacun des talons 18, 19 est disposé un élément de renforcement 34 et, respectivement 36, en caoutchouc dur qui s'étend radialement vers l'extérieur, & partir de la trin- gle correspondante, dans l'espace situé entre les nappes 23 et 24 de renforcement de la carcasse. Les éléments de renfor- cement 34 et 36 en caoutchouc dur s'étendent radialement vers l'extérieur et se terminent à une distance A du diamètre no- minal de la jante, NRD, égale à au moins vingt-cinq pour cent (25 %) de la hauteur de la section de la carcasse, CSH, et de préférence, à au moins trente pour cent (30 %) de cette hau- teur et, dans le mode de réalisation particulier représenté, la distance A est égale à environ trente six pour cent (36 %) de la hauteur maximale de la section de la carcasse, CSH. Aux fins de la présente invention, le diamètre nominal de la jante, NRD, est la distance à partir de l'axe de rotation telle qu'indiquée dans la désignation des dimensions du pneu, et la hauteur maximale de la section de la carcasse, CSH, est la distance radiale maximale entre le contour neutre de la structure 22 de nappes de renforcement de'la carcasse, au- dessous de la bande de roulement, et le diamètre nominal de la jante, NRD. Les éléments 34 et 36 de renforcement en caout- chouc dur sont en une matière ayant un module d'élasticité dynamique d'au moins 1,225 hbar, le module d'élasticité dy- namique étant déterminé au moyen de l'appareil d'essai "Vi- bra Tester" de Goodyear (norme ASTM n0 22331). Le pneu 10 est vulcanisé sous une configuration telle que la ligne de contour neutre de chacune des nappes 23, 24, de renforcement suit sa courbe d'équilibre naturel respective. De préférence, les nappes de renforcement 23 et 24 suivent la courbe d'équilibre naturel radialement vers l'extérieur jusqu'au point de leur première jonction avec la ceinture 28 Aux fins de la présente invention, la ligne de contour neutre de chacune des nappes de renforcement 23 et 24 est dé- terminée d'après la relation suivante: y 2 Atau>e f. ad W,;dp YL' (' /t -. " A dans laquelle: y - est la distance perpendiculaire du plan circonféren- tiel médian de rayon a à un point de la carcasse du pneu correspondant à une valeur f spécifiée; est la distance de l'axe de rotation à un point du pneu: Pm - est le rayon allant de l'axe de rotation jusqu'au point de la carcasse du pneu o y est maximal; -_ est l'angle des ciblés à l'état vulcanisé, A savoir l'angle extérieur que le câblé fait avec la circonfé- rence de tout cercle dans la direction circonféren- tielle du pneu; Po- est le rayon partant de l'axe de rotation du pneu et aboutissant & un point déterminé par une méthode ité- rative tel que la courbe définie par l'équation (1) passe par un point f' s Ys (spécifié dans la région d'épaulement) et est tangente à une ligne déterminée par Ym, ?b, Yb déterminés pour la structure de car- casse dans la région de talon; ps - est la distance entre l'axe de rotation et un point de la région d'épaulement o le contour de la carcas- se s'écarte de l'équation (1); Yb,Pb- est le point o le contour de la carcasse s'écarte de l'équation (1); Pb - est la distance entre l'axe de rotation et le point - = de la carcasse du pneu; lm Yb - est la distance du plan circonférentiel médian de rayon PO au point de la région du talon de la car- casse du pneu. L'équation ci-dessus est utilisée lorsqu'une ceinture de renforcement 28 est présente dans le pneu 10. Lorsqu'il n'y a pas de ceinture de renforcement, le terme Po est rem- placé par le terme Po qui est défini comme étant le rayon allant de l'axe de rotation jusqu'à un point du pneu situé au centre de la bande de roulement. Aux fins de la présente invention, la largeur maximale de la section de la carcasse, CSW, est la distance maximale, mesurée parallèlement à l'axe de rotation du pneu, entre les deux c8tés du contour neutre de la structure de renforcement 22. Lors de l'utilisation normale d'un bandage pneumatique, la région du talon est soumise à des forces de torsion et à des concentrations de contraintes qui peuvent porter atteinte aux caractéristiques de durabilité et de tenue de route du pneu. Ceci est particulièrement important dans les-.pneus de construction de type radial, c'est-à-dire les pneus dans les- quels les câblés font un angle compris entre environ 750 et 900 avec le plan circonférentiel médian. Les couches de nap- pes de carcasse d'un pneu radial ne contribuent pas d'une ma- nière importante à la stabilité latérale du pneu et n'amélio- rent pas non plus la durabilité du talon sous l'action des forces latérales. La construction de nappes de carcasse une nappe montante-une nappe descendante assure la durabilité des talons et améliore la stabilité latérale du pneu au cours des manoeuvres de changement de direction. Sur la Fig. 2 est représenté le pneu 10 lorsqu'il est soumis à une force latérale. La construction une nappe mon- tante-une nappe descendante, met l'une des nappes de renfor- cement 23 et 24 en compression tandis que l'autre est sous tension, selon que l'on considère l'un ou l'autre des talons. La nappe de renforcement qui est mise sous tension accroit la stabilité du pneu. La vulcanisation du pneu sous une confi- guration telle que chacune des nappes de renforcement suit sa propre courbe d'équilibre naturel réduit au minimum les contraintes et les variations de tension dans les câblés de chaque nappe tout en permettant simultanément aux nappes de renforcement de la carcasse dIêtre mises sous tension lorsque les conditions l'exigent, ce qui améliore la stabilité laté- rale du pneu. Un pneu fabriqué conformément à la présente in- vention présente une stabilité transversale et une durabilité améliorées sans que ceci porte atteinte aux performances nor- males du pneu. L'invention est plus particulièrement appro- priée pour les pneus du type radial, c'est-à-dire les pneus dans lesquels les câblés des nappes de renforcement font un angle compris entre environ 750 et 90 avec le plan circonfé- rentiel médian du pneu. Dans lesquels il est désirable d'amé- liorer la stabilité transversale. Bien qu'on ait décrit et représenté, dans le but dtil- lustrer l'invention, certains modes de réalisations et détails représentatifs, il apparaîtra clairement aux spécialistes de la technique que divers changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Bandage pneumatique comprenant - une bande de roulement conçu pour venir en contact avec le sol et se terminant dans deux épaulements situés chacun à' 1 tune de ses extrémités latérales, deux flancs s'étendant radialement vers l'in- térieur à partir des épaulements et se terminant chacun dans un talon respectif, chacun des talons contenant au moins une tringle inextensible, une première nappe de renforcement de carcas- se qui s'étend d'une tringle à l'autre,, et dont chacune des extrémités terminales est enroulée à proximité de la surface axialement intérieure de chaque tringle correspondante; et une seconde nappe de renforcement de carcas- se qui s'étend d'une tringle à l'autre et dont chacune des extrémités terminales est enroulée & proximité de la surface axialement extérieure des tringles respectives, ce pneumati- que étant caractérisé en ce qu'il est vulcanisé sous une con- figuration telle que la liçne-de contour neutre de chacune des première et seconde nappes de renforcement (23, 24) de carcasse coincide avec la courbe d'équilibre naturel respec- tive de cette nappe. 2 - Bandage pneumatique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les première et seconde nappes de renfor- cement (23 et 24) comprennent chacune une seule couche (23, 24) de ciblés de renforcement. 3 - Bandage pneumatique selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les câblés des nappes de renforcement (23, 24) font un angle compris entre environ 75 et 90 avec le plan circonférentiel médian du pneu. 4 - Bandage pneumatique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qutil comporte une ceinture (28) de renfor- cement s'étendant circonférentiellement dans une bande de roulement (12) de contact avec le sol, radialement à l'exté- rieur des première et seconde nappes de renforcement (23, 24) de la carcasse. - Bandage pneumatique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que chacun des talons (18. 19)comporte un é-t lément de renforcement (34, 36) en caoutchouc dur, placé en- tre les première et seconde nappes de renforcement, s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la tringle respecti- vement correspondante (20, 21) et se terminant à une distance (A) du diamètre nominal de la jante, égale à au moins vingt- cinq pour cent (25 %) de la hauteur de la section de la car- casse.