Brevet FR2512748A1 — publié le 19830318

La présente invention concerne les enveloppes pneumatiques à carcasse radiale, ayant au moins un talon protégé par un élément profilé de gomme dure. Plus précisément, l'invention concerne des enveloppes pneumatiques ayant une carcasse radiale armée d'au moins une nappe métallique dont les extrémités sont repliées autour de tringles De telles enveloppes pneu- matiques sont utilisées en particulier sur les véhicules utilitaires lourds La partie inférieure du flanc de telles enveloppes pneumatiques, appelée "talon", comprend la partie de la nappe de la carcasse qui est retournée vers l'extérieur autour de la tringle et formant un noyau d'accrochage sur une roue En général, un élément profilé de gomme en une ou deux parties, appelé "apex", est disposé sur la tringle, le long du flanc, entre la nappe de carcasse et son repli L'apex se prolonge le long du flanc sur une certaine hauteur, son épaisseur diminuant progressivement. Dans des enveloppes connues, une ou deux bandelettes renforcées par des éléments métalliques in- clinés par rapport à la tringle apportent un renforcement et augmentent la rigidité de cette zone En outre, le talon comporte accolé à cette (ou ces) bandelette (s) un élément profilé de gomme relativement molle jouant le rôle d'amortisseur, puis une gomme de jante dure résis- tant aux frottements entre talon et jante pendant l'u- tilisation. Aussi, la figure 1 des dessins annexés repré- sente un exemple d'une telle enveloppe connue, notamment au niveau de son talon. Plus précisément, la figure 1 des dessins annexés est une coupe partielle d'une enveloppe pneuma- tique du type précité Cette enveloppe comporte une carcasse radiale 10 dont le sommet porte des nappes 12 tournées du côté de la bande de roulement 14 Du côté de la jante de la roue schématiquement repérée par la référence 15, l'enveloppe se termine par un talon 16. 12748 Plus précisément, ce talon est formé par le prolongement de la nappe 10 de carcasse qui, comme indiqué par les références 18 et 20, s'enroule autour d'une tringle 22 et remonte vers l'extérieur en formant le repli 20. Un apex 24 d'une gomme relativement dure est normalement disposé entre la carcasse 10, la tringle 22 et le repli , et se prolonge en s'effilant dans sa partie radiale externe. Selon la technique connue, des bandelettes métalliques 26 (une seule est représentée sur la figure 1) sont normalement placées à l'extérieur du repli 20 afin de renforcer et apporter une rigidification de cet- te zone Plus précisément, ces bandelettes 26 sont habi- tuellement renforcées par des éléments métalliques ou textiles parallèles entre eux et inclinés d'un angle faible par rapport à la direction longitudinale, formant ainsi avec ceux du repli 20 de la carcasse qu'ils croisent, un réseau rigide. La figure 1 indique que le talon 16 comporte en outre un élément profilé 28 d'une gomme relativement molle, au niveau du bord de la bandelette, et une gomme dure 30 de jante, représentée autour de l'ensemble du talon afin qu'elle résiste à l'usure provoquée par les frottements entre le talon et le bord de la jante. Les enveloppes pneumatiques du type précité présentent l'inconvénient de nécessiter beaucoup de précautions et une grande précision en cours de fabrication En effet, les bandelettes métalliques doivent être coupées, transportées et posées avec précision et par mise en oeuvre d'appareillages couteux. Les mouvements internes qui se produisent inévitable- ment pendant la vulcanisation peuvent provoquer un déplacement des bandelettes si bien que les enveloppes pneumatiques produites sont parfois impropres à toute utilisation Pour cette raison, des contrôles systèma- tiques approfondis doivent être utilisés afin que ces enveloppes pneumatiques défectueuses soient éliminées. On a déjà proposé l'élimination des bande- lettes métalliques de ce type d'enveloppes pneumatiques. 3 2512748 Ainsi le brevet français no 1 343 402 décrit la réalisa- tion d'une enveloppe pneumatique comportant un talon avec un apex de gomme très dure, s'effilant à sa partie radiale externe dans le flanc, et pouvant revenir vers la partie radiale interne du talon, en farnant ainsi la gamme de jante Ces bandages pneumatiques présentent un certain nombre d'inconvénients D'abord, le montage du profilé sur le repli de la carcasse, avant la vulcanisation, pose des problèmes et la solidarisation du bord de la nappe et de la gomme est souvent loin d'être suffisante De plus, on constate en cours d'utilisation que les pneumatiques avec des talons de ce type n'ont pas les qualités requises. On connaît aussi des enveloppes pneumatiques dans lesquelles l'extérieur du talon est protégé par un profilé de gomme dure Ce profilé est placé à l'ex- térieur du repli mais l'enveloppe pneumatique ne comporte pas d'apex La structure décrite de cette enveloppe a un élément profilé de gomme dure dont l'épaisseur est renforcée au niveau du bord de la jante Elle ne possède pas la combinaison des avantages d'un apex d'une gomme relativement dure et d'un élément profilé placé à l'extérieur et formé d'une gomme encore plus dure En particulier, un tel talon a une rigidité insuffisante. L'invention concerne une enveloppe pneuma- tique ne présentant pas les problèmes posés par les bandelettes métalliques car elle n'en comprend pas. Cependant, les enveloppes selon l'invention possèdent les avantages des enveloppes connues du type comportant des bandelettes métalliques, grâce à la disposition d'un élément profilé de gomme dure placé vers l'extérieur à l'endroit o sont normalement disposées les bandelettes métalliques Cet élément profilé, pour pouvoir remplir le rôle attribué jusqu'à présent aux bandelettes métal- liques, doit coopérer avec un apex de gomme nettement moins dure que celle de l'élément profilé Ainsi, le talon peut pleinement jouer son rôle de liaison entre jante et flanc de l'enveloppe, l'apex et la gomme dure apportant une rigidité variant progressivement transversalement. Dans un mode de réalisation particulier, cet élément profilé se prolonge afin qu'il forme une partie de la gomme dure de jante. Plus précisément, l'invention concerne une enve- loppe de pneumatique, munie de talons, du type dont un ta- lon au moins comprend: une tringle, une carcasse radiale armée de câblés ou de fils métalliques ou à haut module, le bord correspondant de la carcasse étant replié autour de la tringle et formant un repli, un apex de gomme dure, occupant l'espace com- pris entre la carcasse, la tringle et le repli de la car- casse, et une gomme dure de jante placée à l'extérieur de la carcasse à l'endroit o celle-ci s'enroule autour de la tringle Selon l'invention, un élément profilé de gomme dure est placé directement au contact du repli de la carcasse et d'une partie au moins de l'apex, du côté extérieur de l'enveloppe. Cet élément profilé est formé d'une gomme dont le module est nettement supérieur à celui de la gomme de l'apex. Dans un mode de réalisation particulier, l'élé- ment profilé se prolonge autour d'une partie de la tringle et forme la gomme dure de jante. Il est avantageux que la dimension radiale de l'élément profilé de gomme dure, mesurée dans un plan per- pendiculaire à l'axe de rotation de l'enveloppe,soit com- priseentre 20 et 60 % dela dimension radiale de l'enveloppe, mesurée aussi dans un plan perpendiculaire à l'axe de rota- tion L' épaisseur de cet élément profilé est avantageusement comprise entre 5 et 30 % de sa dimension radiale. Selon une caractéristique avantageuse, le module de la gomme dure de l'élément profilé est au moins égal au double de celui de la gomme de l'apex Plus précisément, il est avantageux que le module stabilisé à 20 % de l'élé- ment profilé soit au moins égal à 1,5 M Pa, la dureté Shore A de la gomme étant au moins égale à 75 , alors que le module stabilisé à 20 R de l'apex est seulement de l'ordre de 0,65 M Pa, sa dureté Shore A étant de l'ordre de 650. La construction indiquée précédemment présente de nombreux avantages D'abord, la résistance à la fatigue des enveloppes formées est très importante Ensuite, la fabrication des enveloppes pneumatiques ne pose pas de pro- blèmes particuliers car les mouvements internes des éléments profilés sont plus faibles que ceux de bandelettes métal- liques et ont de toute façon moins d'inconvénients La pré- cision d'exécution peut ainsi être accrue Lorsque l'élé- ment profilé forme aussi la gomme de jante, le nombre d'éléments incorporés dans l'enveloppe pneumatique est ré- duit si bien que le coût de celle-ci peut être réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, la figure l ayant déjà été décrite: la figure 2 est une coupe schématique d'un talon d'une enveloppe pneumatique selon l'invention; et la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 d'un autre mode de réalisation de talon selon l'invention. La figure 2 est la section d'un talon d'une enveloppe pneumatique de même dimension que celle de la figure 1, mais réalisée selon l'invention La nappe 30 de carcasse se prolonge autour de la tringle 42 par les élé- ments 38 et 40, ce dernier formant un repli Ce talon ne comporte pas de bandelette métallique Par contre, il comprend un élément profilé 46 de gomme dure, de hauteur h indiquée sur la figure 2 La référence 50 désigne la gomme de jante dure du talon repéré par la référence générale 36, cette gomme étant destinée à être au contact de la jante repérée par le trait 35. Ainsi, l'élément profilé 46 de gomme dure rem- place la bandelette métallique 26 et le profilé 28 de gomme molle de l'enveloppe représentée sur la figure 1. Si l'on appelle H la dimension radiale de l'en- veloppe, mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, comme indiqué sur la figure 1, l'élément profilé 46 de gomme dure a une dimension radiale h qui est avanta- geusement comprise entre 20 et 60 % de la dimension radiale totale H, suivant les dimensions particulières et le rapport de forme de l'enveloppe L'épaisseur de l'élément profilé 46 est avantageusement comprise entre 5 et 30 % de sa dimen- sion radiale h. Dans l'exemple particulier représenté qui est celui d'une enveloppe pneumatique de dimension de 8,5-17,5 normalisée, l'élément profilé 46 est formé d'une gomme ou plutôt d'un mélange de gommesdont le module stabilisé à % est supérieur ou égal à 1,5 M Pa, sa dureté Shore A étant au moins égale à 750 A titre de comparaison, llapex 44 est formé d'une gomme ou plutôt d'un mélange de gommes dont le module stabilisé à 20 % est de l'ordre de 0,65 M Pa, sa dureté Shore A étant de l'ordre 650. Le module indiqué est mesuré à 20 % seulement d'allongement En effet, cet allongement est bien représen- tatif des conditions d'utilisation des gommés dans l'apex et dans l'élément profilé Ce module est dit "stabilisé" parce que chaque valeur est mesurée plusieurs fois consécu- tivement et on observe que les mesures se stabilisent, en général à partir de la cinquième C'est cette valeur sta- bilisée qui est indiquée dans le présent mémoire. La figure 3 représente un autre mode de réali- sation, destiné à une enveloppe pneumatique de même dimen- sion que celle de la figure 2 Les éléments analogues à ceux-du mode de réalisation de la figure 2 portent des réfé- rences identifues Il apparaît ainsi que la seule différence entre les modes de réalisation des figures 2 et 3 est que l'élément profilé 46 de gomme dure et la gomme de jante 50 du mode de réalisation de la figure 2 sont remplacés par un seul et même élément 52 Bien entendu, cet élément pro- filé 52 est formé d'une gomme dure, ayant des propriétés correspondantes à celles de la gomme indiquée pour l'élément profilé 46. L'avantage du mode de réalisation de la figure 3 sur celui de la figure 2 est qu'il permet une réduction du nombre d'éléments utilisés pour la confection de l'en- veloppe pneumatique Il permet donc une certaine réduc- tion du coût de l'enveloppe. Des essais effectués sur les enveloppes pneu- matiques selon l'invention, comparés à des enveloppes pneumatiques de type connu, indiquent les avantages im- portants de l'invention. D'abord, l'étude de la répartition des défor- mations des enveloppes pneumatiques chargées montre que les déformations sont mieux réparties dans les talons réalisés selon l'invention Cette meilleure répartition des déformations permet une amélioration de la résistance à la fatigue. Plus précisément, on détermine la résistante à la fatigue des enveloppes pneumatiques selon l'invention au cours d'essais de roulage sur machine à rouler, avec application de charges très élevées, les charges maximales atteignant 200 % de la charge nominale normalisée par l'organisme ETRTO. Plus précisément, on a fait subir à des enveloppes pneumatiques selon l'invention et à des enve- loppes classiques, du type normalisé 11 R 22,5 SC, des essais de roulage en surcharge Les enveloppes de type classique présentent toutes une rupture avant 250 heures de roulage Les pneumatiques selon l'invention résistent pendant plus longtemps à cet essai, l'un d'eux attei- gnant 518 heures de roulage dans les mêmes conditions. on a effectué par ailleurs des essais des enveloppes pneumatiques selon l'invention dans les condi- tions d'utilisation réelle Ces bandages pneumatiques de dimension normalisée 8,5 R 17,5 SC, équipaient un véhicu- le de charge totale égale à 6250 kg On a constaté que les talons des enveloppes motrices étaient intacts après une première utilisation jusqu'à usure de la bande roulement, puis également après une deuxième période d'utilisation jusqu'à usure complète permise par un rechapage du sommet. Les essais précédents montrent donc que l'in- vention concerne des enveloppes pneumatiques ayant une meilleure résistance à la fatigue que les enveloppes pneu- matiques classiques, et permet cependant la réalisation de ces enveloppes à un coûlt réduit, grâce à la nouvelle structure utilisée. 12748 REVENDICATIONS 1 Enveloppe pneumatique, munie de talons, du type dont un talon au moins comprend une tringle ( 42), une carcasse radiale ( 30) armée de câblés ou de fils métalliques ou à haut module, le bord correspondant de la carcasse étant replié autour de la tringle et formant ainsi un repli ( 40) , un apex ( 44) de gomme dure, occupant l'espace compris entre la carcasse radiale, la tringle et le repli de la carcasse radiale, et remontant le long du flanc de l'enveloppe, et une gomme dure ( 50) de jante disposée au moins en partie autour de la carcasse à l'endroit o celle-ci s'enroule sur la tringle et du côté opposé à la tringle, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément profilé-( 46) de gomme dure disposé directement au contact du repli de la carcasse et d'une partie au moins de l'apex, du côté extérieur de l'enveloppe, l'élément profilé de gomme dure étant formé d'une gomme dont le module est nettement supérieur à celui de la gomme de l'apex. 2 Enveloppe selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'élément profilé ( 52) se prolonge autour d'une partie de la tringle ( 42) et forme la gomme dure de jante. 3 Enveloppe selon l'une des revendications l et 2, caractérisée en ce que la dimension radiale (h) de l'élément profilé ( 46) de gomme dure, mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'enveloppe, est comprise entre 20 et 60 % de la dimension radiale (H) de l'enveloppe, mesurée aussi dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'enveloppe. 4 Enveloppe selon la revendication 3, caracté- risée en ce que l'épaisseur de l'élément profilé ( 46) de gomme dure est comprise entre 5 et 30 % de sa dimension radiale (h). Enveloppe selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le module de la gomme dure de l'élément profilé ( 46) est au moins égal au double de celui de la gomme de l'apex ( 44). 6 Enveloppe selon la revendication 5, caracté- risée en ce que la gomme de l'élément profilé ( 46) a un module stabilisé à 20 % au moins égal à 1, 5 M Pa et une dureté Shore A au moins égale à 75 , et la gomme de l'apex ( 44) a un module stabilisé à 20 % de l'ordre de 0,65 M Pa et une dureté Shore A de l'ordre de 650.