Brevet FR2550494A1 — publié le 19850215

La présente invention concerne un bandage pneumatique pour motocyclettes et plus particulièrement un pneumatique à carcasse radiale pour motocyclettes qui est amélioré dans sa tenue à la formation de fissures au fond de gorges longitudinales de la bande de roulement du pneumatique. L'évolution récente dans la réalisation des revêtements de chaussées vise notamment à permettre l'augmentation de la vitesse des véhicules, de sorte que les pneumatiques pour motos doivent également avoir des caractéristiques leur permettant de 10 résister à la marche à grande vitesse. La carcasse d'un pneu de moto possède de manière générale une structure à plis croisés, c'est-à-dire une structure o les fils cablés des plis ou nappes de la carcasse se coupent à un angle d'environ 30 à 600 par rapport à la direction circonfé15 rentielle du pneu La raison en est qu'un pneu pour moto diffère essentiellement d'un pneu pour véhicules à quatre roues, tels que les voitures de tourisme, spécialement en ce qui concerne les fonctions de mouvement en virage, et qu'un pneu pour moto doit avoir des caractéristiques lui permettant de conserver une marche stable 20 tout en résistant à la force centrifuge qui agit sur le châssis de de la moto avec une force (poussée en inclinaison) produite lorsque la moto est inclinée -dans un virage sous un grand angle par rapport au plan perpendiculaire à la surface de la chaussée (lorsque l'angle entre l'axe de la roue et l'horizontaleest important), force qui 25 agit horizontalement dans le sens de l'angle d'inclinaison Pour cette raison, un pneu de moto est doté d'une rigidité latérale renforcée par l'utilisation d'une carcasse avec une structure à plis croisés, comme décrit ci-dessus, afin de pouvoir résister à la poussée en inclinaison La structure radiale, possédant une rigi30 dité latérale moindre, n'a pratiquement pas été employée pour les pneus de motos en raison de cet aspect particulier Cependant, le pneu classique pour moto, c'est-à-dire de structure à plis croisés, a plusieurs inconvénients: le châssis de la moto vibre latéralement (guidonnages) sous l'effet de la puissance en virage et de la rigi35 dité latérale du pneu en marche à grande vitesse, et la résistance à l'abrasion est faible Comme mesures destinées à résoudre ces problèmes, on diminue l'angle entre les fils de la carcasse et la direction circonférentielle du pneu ou on augmente le nombre des plis de la carcasse afin d'accroître la rigidité du pneu, mais les inconvénients cités dus à la structure ne peuvent pas être supprimés complètement tant que l'on utilise une structure à plis croisés. Bien que les pneus à carcasse radiale aient l'inconvénient d'une médiocre rigidité latérale, leur stabilité directionnelle à grande vitesse et leur résistance à l'abrasion sont meilleures. 10 Il est connu d'interposer une ou plusieurs nappes de sommet formant une ceinture pour renforcer les pneus, ce qui augmente la rigidité de la bande de roulement et améliore la résistance à l'abrasion et la stabilité directionnelle D'un autre côté, dans le cas des pneus pour motos, il se pose le problème que la surface de la bande de 15 roulement devient sensible aux contraintes de déformation dans la direction radiale, du fait que la bande de roulement présente une forte courbure en section et possède une faible épaisseur, de sorte qu'une fissuration se produit facilement au fond des gorges formées dans la bande d'enroulement Pour toutes ces raisons, la structure 20 radiale n'a pratiquement pas été appliquée auxpneumatiques pour motocyclettes. Selon l'invention, un pneumatique pour motocyclettes, comprenant une bande de roulementdes flancs s'étendant radialement vers l'intérieur à partir des deux bords de la bande de roulement, 25 des talons situés aux bords radialement intérieurs des flancs et comportant des tringles, une carcasse composée de fils cablés, ainsi qu'un ou plusieurs plis de sommet formant une ceinture, est caractérisé en ce que la carcasse est toroldale et ses fils s'étendent à peu près parallèlement dans le sens radial du pneumatique, les deux 30 portions extrêmes des fils étant repliées vers le haut autour des tringles, la ceinture est disposée sur le côté radialement extérieur de la carcasse et de manière que ses fils forment un angle de 5 à avec la direction circonférencielle du pneumatique, et la surface de la bande de roulement présente des gorges longitudinales, s'éten35 dant dans la direction circonférentielle du pneumatique, qui forment un angle d'au moins 5 avec l'orientation des fils du pli extérieur de la ceinture. Le pneumatique à carcasse radiale pour motocyclettes selon l'invention possède une excellente longévité et sa résistance à la poussée en inclinaison est portée à celle du pneu à plis croisés, tout en offrant les avantages de la structure radiale, tels qu'une grande résistance à l'abrasion, un bon accrochage et une excellente tenue aux grandes vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un 10 exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en plan partielle et avec un arrachement d'un pneu de moto selon l'invention; et la figure 2 est une demi-coupe transversale d'un 15 tel pneu. La figure 1 représente une partie de la moitié droite de la bande de roulement d'un pneu de moto selon l'invention La moitié gauche est symétrique à la moitié droite La bande de roulement présente plusieurs gorges longitudinales et, facultativement, 20 des gorges transversales Le pneu de l'exemple représenté présente des gorges longitudinales G 1, G 2 et G 3 ménagées dans la surface de la bande de roulement et s'étendant généralement dans la direction circonférentielle du pneu Chacune des gorges GI, G 2 et G 3 comporte des éléments A, appelés premiers éléments, qui s'étendent parallè25 lement à la direction circonférentielle du pneu, et des éléments B, appelés seconds éléments, qui s'étendent obliquement par rapport à la direction circonférentielle Il est dans le cadre de l'invention de former chacune des gorges longitudinales de premiers éléments A seulement, ou de trois ou d'avantage de sortes d'éléments; chaque 30 gorge longitudinale de l'exemple représenté sur la figure 1 comporte au moins trois éléments du premier type A, des éléments du second type B disposés en biais dans un premier sens et des éléments du second type B disposés en biais en sens contraire Les gorges transversales GB, qui relient ici les gorges longitudinales G 1 et G 2, 35 sont facultatives. La figure 2 montre que le pneumatique 1 comporte une bande de roulement 2, des flancs 3 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir des deux bords de la bande de roulement 2, ainsi que des talons 4 situés auxbords radialement intérieurs des flancs 3. La bande de roulement 2 recouvre tout le sommet de la carcasse 5 et est à peu près parallèle à la forme arquée de ce sommet La largeur Wt de la bande de roulement est habituellement supérieure à la largeur maximale Ws sur le c 8 té extérieur des flancs, ce qui permet au pneu de résister à la poussée en inclinaison produite lorsque le pneu est incliné par rapport à la verticale. Le sommet de la carcasse 5 est recouvert d'une cein10 ture 7 s'étendant sur pratiquement toute la largeur de la bande de roulement 2, augmentant ainsi l'effet d'arceau de celle-ci Les fils câblés de la ceinture sont orientés suivant un angle de 5 à , de préférence de 10 à 25 par rapport à la direction circonférentielle du pneu Lorsque l'angle des fils est trop petit, la rigidité de la bande de roulement est accrue excessivement, de aorte que les impacts causes par les petits cailloux éparpillés sur la route ou par la rugosité de la chaussée sont ressentis davantage par le pilote et que la stabilité de roulement et le sentiment de pilotage de la moto sont affectés Un angle qui est au contraire 20 trop grand réduit la stabilité directionnelle a grande vitesse La ceinture 7 est habituellement composée de deux plis La largeur d'au moins l'un d'eux est sensiblement égaleà la Iargeur Wt de la bande de roulement Les matériaux textiles utilisés pour les fils câblés de la ceinture peuvent Ptre les mames que ceux employés 25 pour la couche de renforcement mentionnée dans ce qui va suivre. Il est particulièrement préféré d'utiliser des fils de polyamide aromatique d'une résistance à la traction d'au moins 0,07 N/d ( 7 g/d) et d'un module initial d'au moins 2 N/d ( 2 g/d) noyes dans un caoutchouc ayant un module, à 300 % d'allongement, de 120 & 240 x 105 Pa ( 120 à 240 kg/cm 2), les fils étantdisposés parallèlement les uns aux autres Il est possible aussi de prévoir des bandes sur les deux bords de la ceinture pour empocher la séparation des plis. Du fait que le pneu à carcasse radiale est renforcé comme indiqué cidessus, par la disposition de fils ayant un haut 35 module d'élasticité sous un angle relativement petit par rapport à la direction circonférentielle du pneu, la surface de la bande de roulement devient sensible aux contraintes de déformation dans la direction radiale, tandis que la rigidité de la bande de roulement est accrue pour améliorer la résistance à l'abrasion et la tenue de cap Plus précisément, dans le cas de pneus pour motos, la courbure de la bande de roulement est importante en section droite et la bande de roulement est mince, de sorte que la surface de la bande de roulement est susceptible de se déformer Surtout au cas o des gorges longitudinales sont formées dans la surface de la bande de roulement sous un angle qui coïncide avec celui de l'angle d'orientation des fils de la ceinture, les fonds des gorges sont déformés de telle manière que les gorges sont périodiquement élargies, ce qui provoque des fissures dans la région de leurs fonds. L'invention élimine cette fissuration du fait que les gorges longitudinales etla ceinture sont agencées de manière 15 que l'angle de l'orientation en biais des gorges longitudinales ne coïncide pas avec l'angle d'orientation des fils de la ceinture. Ceci constitue l'une des particularités essentielles de l'invention. Comme représenté sur la figure 1, les fils 12 du pli extérieur 7 a de la ceinture coupent la gorge longitudinale (G 2) sous des angles a 20 (avec le premier élément A) et P (avec le second élément B) Il faut que les deux angles a et P soient d'au moins 5 Des fissures se produisent au fond des gorges lorsque a et/ou P est ou sont inférieur(s) à 5 . La carcasse 5 représentée sur la figure 2 est compo25 sée de deux plis et chacune des deux portions extrêmes de chaque pli, descendant sur le côté intérieur du pneu dans la représentation de figure 2, est repliéevers le haut autour d'une tringle 6 et sur le côté extérieur, pour se terminer à une certaine hauteur du talon 4 ou du flanc 3 Il est souhaitable que la portion extrême repliée 5 a, 30 qui est celle située le plus à l'extérieur, s'étende jusqu'à une plus grande hauteur que la portion repliée 5 b située à l'intérieur d'elle, de manière à couvrir cette dernière complètement, ce qui atténue la concentration de contraintes sur la portion repliée située à l'intérieur De plus, pour renforcer le flanc 3, les hau35 teurs Hb et Ha entre la base du talon et la portion repliée intérieur 5 b respectivement la portion repliée extérieure 5 a, sont de préférence comprises entre 55 et 65 % de la hauteur H entre la base du talon et l'endroit o la largeur prise sur les flancs est maximale, pour la portion repliée intérieure 5 b, et entre 70 et 100 % de cette hauteur H pour la portion repliée extérieure 5 a. Les fils câblés de la carcasse 5 sont disposés parallèlement ou à peu près parallèlement à la direction radiale du pneumatique L'expression "à peu près parallèlement" utilisée ici signifie que les fils sont disposés sous un angle de tout au plus 10 avec la direction radiale du pneumatique Avec un angle 10 de plus de 10 , il n'est pas possible d'obtenir un pneu à carcasse radiale ayant d'excellentes caractéristiques à grande vitesse Des matériaux textiles utilisés pour les fils c 2 blés de la carcasse selon l'invention sont ceux employés habituellement, par exemple des fibres organiques telles que le Nylon, le polyester, la rayonne 15 et des fibres de polyamide aromatique. La carcasse utilisée selon l'invention peut comporter un seul ou plusieurs plis En plus de la structure représentée o les deux extrémités de la carcasse sont repliées vers le haut autour des tringles 6 en passant du côté intérieur au côté extérieur, il 20 est possible aussi d'utiliser une structure o les deux portions extrêmes de la carcasse sont repliées vers le haut, autour des tringles, en passant du côté extérieur au côté intérieur, ou une disposition combinant ces deux structures Celle représentée au dessin est cependant préférable. Selon l'invention, une couche de renforcement 8 composée de fils câblés en fibres'étendant du talon d'un côté au talon de l'autre côté du pneu, peut être prévu sur le c 8 té radialement extérieur de la carcasse 5, sous la ceinture 7, ses bords étant situés à la hauteur des talons mais n'étant pas repliés autour 30 des tringles 6 Les fils de cette couche de renforcement coupent les fils de la carcasse sous un angle fixe déterminé afin de renforcer les flancs Pour améliorer la capacité de prendre des virages sans nuire au confort de la suspension pendant la marche, il faut augmenter le coefficient d'élasticité latérale sans élever le coef35 ficient d'élasticité-verticale; à cet effet, il est nécessaire de disposer les fils de la couche de renforcement 8 sous un angle de à 850, de préférence sous un angle de 60 à 800 avec la direction circonférentielle Chacune des deux portions extrêmes de la couche de renforcement forme de préférence un ensemble de couches superposées avec les portions extrêmes 5 a, 5 b repliées vers le haut de la carcasse afin de réduire la concentration de contraintes dans cette zone Les matériaux utilisables pour les fils de la couche de renforcement sont des fibres organiques telles que le Nylon, le polyester, la rayonne et les fibres de polyamide aromatique. Il est possible aussi d'utiliser des fils câblés d'acier à la place 10 ou en combinaison avec les fils des matériaux textiles mentionnés ci-dessus En cas de prévision d'une talonnette 9, décrite plus en détail ci-après, la couche de renforcement 8 peut 8 tre disposée, comme représenté sur le dessin, entre la surface extérieure de la talonnette 9 et les portions extrêmes repliées 5 a et 5 b de la carcasse, ou entre la surface intérieure de la talonnette 9 et le pli ou les plis de la carcasse. Il est dans le cadre de l'invention d'incorporer une pièce de renfort appelée talonnette 9 en caoutchouc dur dans le flanc et le talon de chaque côté du pneu Comme on peut le voir 20 sur la figure 2, une telle talonnette s'étend de la tringle 6, o elle possède sa plus grande épaisseur, vers le haut> en diminuant progressivement en épaisseur, jusqu'à la hauteur de la bande de roulement Cette talonnette 9 peut être disposée entre la carcasse ou S a portion extrême repliée vers le haut et la couche de ren25 forcement, augmentant ainsi encore plus la rigidité latérale de la zone formée par le flanc et le talon En haut, la talonnette 9 s'étend de préférence au moins juqu'à la région o la largeur du pneu mesurée sur le c 8 té extérieur des flancs est maximale La dureté de la talonnette 9 est de 65 à 95 selon la norme japonaise 30 JIS A (Japanese Industrial Standard). Du fait de l'adoption de la structure radiale pour la carcasse et de l'emploi de la ceinture, le pneumatique pour motocyclette selon l'invention a les avantages que la longivité à grande vitesse -qui est une caractéristique inhérente à la structure radiale35 est prolongée, par suite le l'augmentation de la vitesse critique de production d'une onde ou ondulation stationnaire, et que la résistance de roulement est également diminuée De plus, la formation de fissures au fond des gorges de la bande de roulement est évitée du fait que les gorges longitudianles de la bande de roulement ont un angle d'orientation qui diffère de celui des fils de la ceinture En outre, en raison de l'agencement d e la ceinture, des portions extrêmes repliées vers le haut de la carcasse et de la couche de renforcement, dans ule structure particulière, la faible rigidité latérale, qui est un inconvénient particulier du pneu à carcasse radiale, est considérablement améliorée, ce qui permet au pneu de résister beaucoup mieux à la poussée en inclinaison et d'autoriser des virages stables; enfin, les 10 "guidonnages" sont également évités efficacement. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemples 1 et 2 et Exemples témoins 1 et 2 Comme pneumatiques selon l'invention (exemples 1 et 2), 15 on a utilisé des pneus arrière des dimensions 120/90-18 ayant la structure représentée sur la figure 2 Ces pneus ont été soumis à des essais au tambour destinés à contrôler la formation de fissures au fond des gorges de la bande de roulement A titre de comparaison, un pneu classique à carcasse radiale (exemple témoin 1) et un pneu clas20 sique à plis croisés (exemple témoin 2) ont également été essayés Les caractéristiques détaillées de ces pneus figurent dans le tableau 1. Ces essais de fissuration ont été effectués en faisant tourner chaque pneumatique sur des tambours sous les conditions d'essai de longivité de pneumatiques, indiquées ci-après et spécifiées dans 25 la norme JATMA pour la qualité de pneumatiques pour motocyclettes; après la fin de la phase 3 de l'essai, l'essai a été poursuivi sous les conditions de cette phase 3 jusqu'à la formation de fissures. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1. Conditions d'essai de longévité Pression de gonflage: pression correspondant à la charge maximale ( 2,8 bar) Charge: charge maximale de 290 kg x pourcentage de charge Vitesse: 80 km/h Phase d'essai Pourcentage de charge ( 7) Durée d'essai (h) 1 100 4 2 110 6 3 115 24 Tableau 1 k à ii ( 1) Carcasse Structure Nombre de plis Angle des fils avec direction circonférentielle Matériau textile Titre (deniers) Exemple radiale 88 Nylon 2/1260 d Exemple i 1 Exemple témoin 1 radiale 88 Nylon 2/1260 d radiale 88 Nylon 2/1260 d plis croisés 4 340 Nylon 2/1260 d Exemple témoin 2 ( 2) Ceinture Nombre de plis 2 2 2 Matériau textile polyamide polyamide polyamide aromatique aromatique aromatique Titre (deniers) 2/1500 d 2/1500 d 2/1500 d Angle des fils avec direction 220 15 22 circonférentielle ( 3) Couche de renforcement Matériau textile Nylon Nylon Nylon Titre (deniers) 2/1260 d 2/1260 d 2/1260 d Angle des fils avec direction 750 75 75 O circonférentielle ro nl Ln o. Tableau 1 (suite) Exemple Exemple Exemple Exemple 1 2 témoin 1 témoin 2 ( 4) Talonnette Dureté (dureté JIS A) 95 85 , 85 O Hauteur de l'extrémité supérieure 48 mm 48 mm 48 mm audessus de la base du talon ( 5) Profil bande de roulement figure 1 figure 1 figure 1 figure 1 Angle des gorges longitudinales avec fils de la ceinture: 70 10 OO 22 15 22 22 Essai au tambour Distance parcourue avant l'apparition de fissures au fond des 14 000 km 15 000 km 6 500 km 15 000 km gorges (pas de fissures) o r'% Ln tn o C o 1 il L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sottir de son cadre. RE V E N D I C A T I O N S 1 Pneumatique pour motocyclettes, comprenant une bande de roulement, des flancs s'étendant radialement vers l'intérieur à partir des deux bords de la bande de roulement, des talons situés auxbords radialement intérieurs des flancs et comportant des tringles, une carcasse composée de fils câblés, ainsi qu'un ou plusieurs plis de sommet formant une ceinture, caractérisé en ce que la carcasse ( 5) est toroldale et ses fils s'étendent à peu près parallèlement dans le sens radial du pneumatique ( 1), les deux portions extrêmes ( 5 a, 5 b) des fils de la carcasse étant repliées vers le haut autour des tringles ( 6), la ceinture ( 7) est disposée sur le côté radialement extérieur de la carcasse ( 5) et de manière que ses fils forment un angle de 5 à 350 avec la direction circonférentielle du pneumatique, et la surface de la bande de roulement ( 2) présente des gorges longitudinales (GI, G 2, G 3), s'étendant dans la direction circonférentielle du pneumatique, qui forment un angle d'au moins 5 avec l'orientation des fils du pli extérieur de la ceinture ( 7). 2 Pneumatique selon la revendication 1, dont la ceinture ( 7) est composée de fils câblés en fibre de polyamide aromatique. 3 Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel les fils câblés de la ceinture ( 7) sont disposés sous un angle de 10 à 25 avec la direction circonférentielle du pneumatique. 25 4 Pneumatique selon la revendication 1, dont la carcasse ( 5) est formée de deux plis dont les deux portions extrêmes ( 5 a, 5 b) sont repliées vers le haut autour des tringles ( 6), du c 8 té intérieur vers le c 8 té extérieur du pneumatique, l'agencement étant tel que la-portion extrême repliée ( 5 a) qui est située 30 le plus à l'extérieur possède une hauteur (Ha) comprise entre 70 et 100 % de la hauteur (H) entre la base du talon ( 4) et l'endroit o la largeur (Ws) du pneumatique mesurée extérieurement aux flancs ( 3) est maximale,et que la hauteur (Hb) de la portion extrême repliée ( 5 b) située plus vers l'intérieur soit comprise entre 55 et 65 % de ladite hauteur (H) mesurée à partir de la base du talon. Pneumatique selon la revendication 1, comprenant en outre des pièces de renforcement ou talonnettes ( 9) faites de caoutchouc dur et s'étendant dans les talons ( 4) et les flancs ( 3) à partir de points situés juste au-dessus des tringles ( 6). 6 Pneumatique selon la revendication 1, comprenant en outre une couche de renforcement ( 8) située entre la carcasse ( 5) et la ceinture ( 7) et s'étendant du talon ( 4) d'un côté au talon ( 4) de l'autre côté du pneumatique.