Brevet FR2509664A1 — publié le 19830121

L'invention concerne des perfectionnements aux pneumatiques et plus particulièrement aux tringles annulaires destinées au renforcement des bourrelets des pneumatiques. Un pneumatique consiste essentiellement en un sommet annulaire prolongé latéralement par deux flancs terminés chacun par un bourrelet destiné à prendre assise sur la jante de roue Chaque bourrelet comporte au moins une tringle annulaire disposée dans le sens circonférentiel concentri- quement à l'axe de rotation du pneumatique Les fonctions essentielles de la tringle consistent à servir d'ancrage à l'armature de carcasse et à assurer le serrage du bourrelet sur la jante de roue. Contrairement à l'armature du pneumatique qui se déforme lorsque le pneumatique roule, la tringle se trouve immobilisée sur la jante, tout en résistant aux contraintes développées d'une part par l'armature de carcasse, d'autre part par la réactkn due au serrage de la jante On cherche donc à fabriquer des tringles à la fois légères et résistantes, notamment à la rupture par traction. Usuellement les tringles sont réalisées en fils d'acier. Bien que l'acier leur confère une résistance à la rupture satisfaisante, les tringles en fils d'acier sont lourdes. Les tringles du type paquet sont constuites en enrou- lant jointivement un certain nombre de spires de fil d'acier dans la gorge d'une poulie, afin de consituer un anneau de fils parallèles De telles tringles sont utilisées notamment dans les pneumatiques pour véhicules de tourisme Elles peuvent être réalisées avec des sections radiales les plus diverses. Avec l'apparition de filaments textiles artificiels ou synthé- tiques légers et de plus en plus résistants à la traction (par exemple rayonne, polyesters, polyamides aromatiques ou non, alcools polyvinyliques, verre, bore, carbone) on a essayé d'alléger les tringlespaquet en enroulant des filaments préalablement encollés selon la même méthode de fabrication que les tringles-paquet en fil d'acier. Ces tringles-paquet en filaments textiles ont un défaut qui les rend impropres à l'utilisation dans les pneumatiques Lorsque, au montage du pneumatique sur la jante, on fait franchir au bourrelet du pneumatique le rebord de jante à l'aide du levier de montage, la tringle subit localement une flexion Malgré leur encollage, les-filaments situés le long et au voisinage de la face radialement interne de la tringle subissent un flambage La tringle n'a donc plus, à l'endroit o a eu lieu la flexion, la résistance à la rupture suffisante. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient majeur des tringles-paquet en filaments textiles encollés. A cet effet, et selon l'invention, on utilise une tringle pour bourrelet de pneumatique formée d'une âme annu- laire et d'un ensemble de fils disposés sur l'âme et entourant celle-ci, caractérisée en ce que l'ensemble de fils est constitué d'au moins une couche formée par au moins une mèche de filaments continus, à peu près parallèles et dépourvus d'imprégnation, enroulée autour de l'âme dans un même sens jusqu'à une épaisseur au moins égale au double du diamètre et moyen d'un filament/ avec un pas p inférieur à 2 (a: rayon du cercle équivalent au périmètre de la section droite de l'âme; c: circonférence moyenne de l'âme) et une torsion de même sens que l'enroulement et égale à un tour par pas. Par mèche on désigne un faisceau de filaments continus et à peu près parallèles sous la tension nécessaire à l'enrou- lement de la mèche lors de la fabrication des tringles conformes à l'invention. Les filaments utilisés dans le cadre de l'invention ont de'préférence une section au plus égale à 0,1 mm 2. 3 - Par filament dépourvu d'imprégnation on désigne un filament dont la surface est dépourvue de substance suscep- tible de créer une liaison de filament à filament d'une même mèche Cependant &es filaments n'ayant reçu qu'un ensimage au moment de leur fabrication (par exemple pour éviter qu'ils ne s'entremêlent ou adhèrent les uns aux autres) sont considérés comme dépourvus d'imprégnation. La section droite de l'âme est l'intersection de l'âme avec un plan contenant l'axe de révolution de la tringle Si,par exemple, l'âme a une section droite carrée de c 8 té b le périmètre sera égal à 4 b et le rayon a du cercle équivalent est tel que a = 2 b. La circonférence moyenne c de l'âme est la longueur du cercle lieu des centres de gravité des sections droites de l'âme. Conformément à l'invention le pas des filaments d'une mèche est relativement court La tension des filaments, indé- pendants les uns des autres en raison de l'absence d'impré- gnation, est à peu près identique dans une mèche Ainsi l'ensemble de filaments a un contact intime avec l'âme Les filaments d'une couche s'imbriquent les uns dans les autres. L'ensemble de filaments a, néanmoins, une perméabilité suffi- sante pour recevoir, postérieurement à la fabrication des tringles selon l'invention, une imprégnation ou un traitement superficiel d'adhérisation aux matériaux adjacents aux tringles dans les bourrelets du pneumatique Cette perméabilité est également suffisante pour favoriser la liaison des tringles conformes à l'invention avec les matériaux coulables puis réticulables dont sont constitués certains pneumatiques, par exemple ceux dépourvus de nappes d'armature. Par rapport aux tringles en fils d'acier usuels de 0,5 à plusieurs mm de diamètre, l'invention permet d'aboutir à des tringles qui, à résistance identique, sont très allégées. E utilisant, par exemple, des mèches de filaments en polyamides aromatiques, on dispose de filaments qui, à poids égal, résistent cinq fois mieux que des fils d'acier à la rupture sous extension. -4- L'utilisation de filaments de section au plus égale à 0,1 mni permet d'une part d'enrouler ceux-ci avec une torsion de même sens que l'enroulement et égale à un tour par pas d'enroulement D'o une simplification de l'outillage de fabrication impossible avec les fils d'acier utilisés industriellement Une -variante de l'invention consiste à réaliser des tringles dans lesquelles le pas d'enroulement de ladite mèche varie du début à la fin de l'enroulement constituant ladite couche, de préférence en augmentant le pas, mais celui-ci restant toujours inférieur à 2 V Fa ', a 1 désignant le rayon du cercle équivalent au périmètre de la section droite de la tringle en cours de fabrication, section considérée à l'endroit oh la ou les mèches sont enroulées, ce périmètre étant évalué comme indiqué page 3, 1 8 à 12 pour l'âme, et c désignant la circonférence moyenne de l'âme telle que définie plus haut. Une telle disposition permet d'homogénéiser les efforts s'exerçant sur les filaments au fur et à mesure que leur distance à l'âme augmente. Bien qu'il soit préférable d'augmenter de façon continue le pas en enroulant la ou les mèches pour former une couche, on peut aussi maintenir le pas d'enroulement constant pendant la réalisation d'une couche, par exemple la plus proche de l'âme, puis faire varier et, de préférence, augmenter celui-ci d'une valeur donnée pour réaliser la couche suivante. L'invention comprend également les variantes selon lesquelles l'ensemble de fils disposé sur et autour de l'âme est constitué d'au moins deux couches qui diffèrent l'une de l'autre par au moins une des propriétés suivantes: pas, sens de l'enroulement autour de l'âme, nature des filaments format la mèche, diamètre moyen des filaments L'inversion du sens d'enroulement de la ou des mèches d'une couche à la suivante diminue le risque de non-planéité des tringles, notamment lorsqu'on désire utiliser une âme relativement souple au lieu d'une âme rigide. -5- Le dessin montre un exemple d'exécution d'une tringle selon l'invention Sur ce dessin la figure 1 est une vue en coupe, en section droite fortement grossie, d'une tringle composée d'une âme et d'une couche de filaments réalisée au moyen d'une mèche, la figure 2 montre, à plus petite échelle qu'à la fig 1, une mèche de filaments enroulée autour de l'âme de la tringle selon la fig 1, la figure 3 illustre un segment de tringle dont l'âme est eri Durée par trois couches composées chacune d'une mèche de filaments, et la figure 4 est une vue en coupe d'un pneumatique dans chacun des bourrelets duquel est placée une tringle selon l'invention. La tringle 1 dont la section droite est représentée fortement grossie à la fig 1 se compose d'une part d'une âme 2 en acier, de section circulaire, formée d'une boucle annulaire fermée par soudure des deux extrémités d'un fil coupé à la longueur appropriée, d'autre part d'une mèche 3 (fig 2) de filaments 3 ' de polyamide aromatique sensiblement parallèles entre eux et prenant l'aspect d'un ruban lorsque cette mèche, comme indiqué par la flèche F sur la fig 2, est enroulée sous tension pour former une couche ( 13) de filaments. La section de l'âme 2 a un diamètre de 2 mm (a = 1 mm). La tringle 1 a une circonférence moyenne (c) égale à 1136 mm (R = 181 mm). Les filaments 3 ' de la mèche 3 ont un diamètre moyen de 17 (Am et la mèche 3 a un titre de 330 Tex Une mèche telle que 3 est enroulée hélicoldalement (fig 2) autour de l'âme 2, le pas d'enroulement P de cette mèche autour de l'âme 2 étant de 45 mm environ La mèche 3 n'a pas subi d'imprégnation. Dans la tringle dont la section droite a un diamètre égal à 4,8 mm, on peut compter dans cette section, jusqu'à quarante-six fois la mèche 3 non imprégnée. La tringle ainsi constituée pèse 46 grammes, alors qu'une tringle témoin usuelle, entièrement en fil d'acier et de même encombrement, pèse 130 grammes. 2509664- 6- Une tringle selon l'invention disposée dans chacun des bourrelets d'un pneumatique de la dimension 175-14 résiste jusqu'à une pression de gonflage de 15 bars, alors que la tringle témoin ne permet pas de dépasmr 13,5 bars. Lorsque l'on confectionne, avec une mèche dont les filaments ont été préalablement imprégnés, une tringle dont lesdimensions "a" et "c" sont les mêmes que celles de la tringle selon l'invention décrite ci-dessus, le pneumatique qui en est muni ne résiste pas à une pression supérieure à 9 bars. La figure 2 est une vue, dans le sens de l'axe de révolution du pneumatique, d'un segment de tringle 1 selon l'invention Sur cette figure on a représenté la direction circonférentielle XX', la direction radiale ZZ', le rayon a de l'âme 2 de section droite circulaire et le rayon R de la circonférence moyenne C de la tringle 1 par rapport à l'axe de révolution On voit également le pas de pose p d'une mèche 3 autour de l'âme 2 de la tringle 1. La figure 3 montre un segment d'une tringle composée d'une âme 2 en acier analogue à celle décrite avec référence aux fig 1 et 2, et de trois couches 21, 22 et 23 constituées chacune par l'enroulement d'une mèche de filaments analogue à la mèche 3 des fig 1 et 2 le sens d'enroulement des mèches est alterné d'une couche à la suivante; le pas d'enroulement augmente de la couche intérieure 21 aux suivantes 22, 23. La figure 4 montre une coupe d'un pneumatique 30 formé d'un sommet 31, de deux flancs 32 disposés de part et d'autre du sommet 31 Chacun des flancs est terminé par un bourrelet 33 prenant assise sur une jante 34 Chaque bourrelet 33 comporte une tringle 1 selon l'invention autour de laquelle une armature de carcasse 37 est ancrée par retournement 38 vers l'extérieur Dans le sommet 31 est disposée une armature 36 connue en soi. 7 - REVENDICATIONS 1 Tringle pour bourrelet de pneumatique formée d'une âme annulaire et d'un ensemble de fils disposés sur l'âme et entourant celle-ci, caractérisée en ce que l'ensemble de fils est constitué d'au moins une couche formée par au moins une mèche de filaments continus, à peu près parallèles et dépourvus d'imprégnation, enroulée autour de l'âme dans le même sens jusqu'à une épaisseur au moins égale au double du diamètre moyen d'un filament, avec un pas p inférieur à 2 V (a: rayon du cercle équivalent au périmètre de la section droite de l'âme; c: circonférence moyenne de l'âme) et une torsion de même sens que l'enroulement et égale à un tour par pas. 2 Tringle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pas d'enroulement de ladite mèche varie du début à la fin de l'enroulement constituant ladite couche, de péférence en augmentation de pas, mais celui-ci restant toujours inférieur à 2 V ale ( a 1: rayon du cercle équivalent au périmètre de la section droite de la tringle en cours de fabrication à l'endroit o la mèche est enroulée; c: circonférence moyenne de l'âme). 3 Tringle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'ensemble de fils disposé sur-et autour de l'âme est constitué d'au moins deux couches qui diffèrent l'une de l'autre par au moins une des propriétés suivantes: pas, sens de l'enroulement autour de l'âme, diamètre moyen des filaments, nature des filaments formant la mèche. 4 Tringle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'ensemble de fils disposé sur et autour de l'âme est constué d'au moins deux couches et que le pas d'enroulement varie et, de préférence, augmente de la couche la plus proche de l'âme à la couche suivante. Tringle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins la couche extérieure de filaments comporte une imprégnation ou un revêtement superficiel de liaison appliqué après la fabrication de la tringle. 6 Tringle selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'âme est en acier. 7 Tringle selon l'une des revendications 1 à 6, ca- ractérisée en ce que l'âme a une section droite circulaire. 8 Tringle selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'âme est rigide.