Brevet FR2601902A1 — publié le 19880129

260-1902 La présente invention se rapporte à un pneumatique à carcasse radiale dont la structure comprend une ceinture constituée d'une couche de câbles en acier et d'une couche de câbles en fibre polyamide aromatique. Afin d'améliorer les performances à grande vitesse d'un pneumatique radial, on a proposé dans l'art antérieur des pneumatiques comportant une structure de ceinture repliée dans laquelle les deux extrémités d'une couche de ceinture sont rabattues vers la face de roulement pour 10 former une partie de ceinture, par exemple des structures représentées sur les figures 2, 3 et 4 qui sont des coupes transversales typiques de ce dispositif. Toutefois, les pneumatiques comportant ces structures de ceinture repliée sont mal équilibrés en ce qui concerne les performances à grande vitesse, la durabilité, la stabilité de conduite et le confort des passagers et ils présentent l'inconvénient d'une orientation importante des couches, ce qui rend difficile le contrôle du volant de direction. La présente invention a pour objet un pneumatique radial qui ne présente pas les inconvénients précités inhérents aux pneumatiques comportant une structure de ceinture repliée. Plus particulièrement, l'objectif de la présente invention est de fournir un pneumatique radial ayant un excellent équilibre en ce qui concerne les performances à grande vitesse et la durabilité, la stabilité de conduite et le confort des passagers et qui a en même temps une orientation réduite des couches qui est un facteur provoquant une sollicitation de la direction, ces résultats étant obtenus 30 par une modification et un perfectionnement de la ceinture. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description ci-après de ses modes préférés de réalisation, non limitatifs, représentés sur les dessins annexés dans lesquels: Fig. 1A est une coupe transversale dans la direc- tion radiale d'un mode de réalisation du pneumatique radial conforme à la présente invention; Fig. lB est un schéma d'une structure repliée d'une couche de ceinture constituant une partie de ceinture du pneumatique radial représenté sur la figure 1A; Fig. 2 à 4 sont des schémas d'une structure repliée d'une couche de ceinture constituant une partie de ceinture d'un pneumatique radial suivant l'art antérieur; Fig. 5 et 6 sont chacune une coupe schématique d'une partie de ceinture d'un pneumatique radial pour comparaison; et Fig. 7, 8, 9 et 10 sont des graphiques représentant respectivement une valeur de déplacement, un coefficient de stabilité de conduite, un coefficient de confort 15 en vibration et une valeur d'effet d'orientation des couches pour divers pneumatiques comportant différentes structures de ceinture. On se reporte maintenant à la figure 1A qui est une coupe transversale, dans la direction radiale, 20 d'un mode de réalisation du pneumatique radial conforme à la présente invention. La ceinture est une structure à deux couches comprenant une couche de ceinture inférieure 2 et une couche de ceinture supérieure 3 qui sont situées sous la face de roulement 4. Lorsqu'une de ces deux couches 25 de ceinture est en câbles d'acier, l'autre couche de ceinture est en câbles de fibre polyamide aromatique (fibre aramide). Le repère 1 désigne une carcasse et le repère 5 désigne une partie d'épaulement. L'une des caractéristiques de la présente inven30 tion réside en ce que le pneumatique radial suivant l'invention comporte une couche de ceinture ayant une structure repliée comme représenté sur le schéma de la figure lB. De façon spécifique, la couche de ceinture inférieure 2, parmi les couches supérieure et inférieure res35 pectivement fabriquées avec les fibres particulières pré- citées, est rabattue à une de ses extrémités,dans le sens de la largeur, vers la face de roulement de manière à former une partie rabattue 2a et, en même temps, de manière à recouvrir une extrémité de la couche de ceinture supérieure 3. L'autre extrémité de la couche inférieure est laminée sur l'autre extrémité de la couche supérieure, sans être rabattue. D'autre part, la couche de ceinture supérieure 3 est laminée sans être rabattue, à une de ses extrémités, dans le sens de la largeur sur la partie 2a rabattue dans le 10 sens de'la largeur de la couche de ceinture inférieure 2. L'autre extrémité de la couche supérieure est rabattue vers la face de roulement pour former une partie rabattue 3a. Autrement dit, lorsqu'on utilise le câble en acier et le câble en fibre aramide précités comme câbles de pneumatique constituant la ceinture, seule la formation de la structure de ceinture décrite ci-dessus peut procurer un excellent équilibre en ce qui concerne les performances à grande vitesse et la durabilité, la stabilité de conduite et le confort des passagers, et peut diminuer l'ef20 fet d'orientation des couches. Bien que le câble en acier constituant une ceinture d'un pneumatique radial suivant la présente invention ne soit pas limité à un type particulier, on utilise de préférence un câble ayant un diamètre de filament d'acier 25 de 0,12 à 0,20 mm, un nombre total de filaments d'acier de 9 à 21, un pas de toron de 2,5 à 7,7, un pas de câble de 3 à 10 mm, une structure de câble composée de 3 x 3, 4 x 4 ou 3 x 7, et un allongement de 4 à 8%. Le câble de fibre polyamide aromatique est de préférence un câble ayant un denier total de 2 000 à 4 500 et un nombre de torsions de 25 tours/10 cm à 50 tours/10 cm. De préférence, les câbles en acier et les câbles en fibre polyamide aromatique se croisent suivant un angle de 20 à 27 par rapport à la direction circonférentielle 35 du pneumatique, pour constituer une ceinture. Le pneumatique suivant la présente invention doit être monté sur un véhicule de sorte que la partie rabattue d'une couche de ceinture constituée d'un câble en acier (c'est-à-dire la partie rabattue 3a lorsque la couche de 5 ceinture supérieure 3 est constituée d'un câble en acier comme représenté sur la figure 1A) se trouve du côté extérieur du pneumatique. De façon spécifique, les propriétés de contact avec la route (constance de la surface de contact avec la route) du pneumatique lorsqu'un véhicule prend 10 un virage peuvent être améliorées par montage des pneumatiques d'une manière telle que la partie rabattue de la couche de ceinture supérieure 3, de rigidité élevée, se trouve du côté extérieur de chaque pneumatique. L'expression "pneumatique radial" utilisée dans 15 la présente invention désigne non seulement un pneumatique dans lequel des câbles de carcasse sont prévus perpendiculairement à la direction circonférentielle du pneumatique, mais également un pneumatique dans lequel les câbles de carcasse sont disposés suivant un angle de 72 à 90 par 20 rapport à la direction circonférentielle du pneumatique. On décrit maintenant en détail les effets de la présente invention, avec référence aux exemples ci-après et à des exemples comparatifs. EXEMPLE 1 et Exemples Comparatifs 1 à 5 On prépare six types de pneumatiques ayant la même dimension, à savoir une dimension de pneumatique 205/50VR15, et comportant respectivement des ceintures ayant les structures représentées sur les figures 1 à 6. On évalue les performances à grande vitesse et la durabilité, la stabili30 té de conduite, le confort des passagers et l'effet d'orientation des couches. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 et sur les figures 7 à 10. Les performances à grande vitesse et la durabilité, la stabilité de conduite, le confort et l'effet d'o35 rientation des couches sont estimés par les méthodes ci- 2 6 0 1 9 0 2 apres. Performances à grande vitesse et durabilité: On évalue les performances à grande vitesse et la durabilité au moyen d'un essai utilisant un appareil d'essai à tambour pour installation à l'intérieur (diamètre de tambour: 1707,6 mm) dans les conditions suivantes (extension du précédent "Essai de Qualification à Grande Vitesse" FMVSS N 109): pression d'air 2,4.10 Pa; charge 452 kg; et jante 6-JJ x 15; puis augmentation de la vitesse à par10 tir de 121 km/h par paliers de 8 km/h toutes les 30 minutes, l'essai étant poursuivi jusqu'à ce que le pneumatique soit endommagé. Les résultats sont indiqués dans le 'tableau 1 et la figure 7. Stabilité de Conduite On équipe un véhicule d'essai d'évaluation avec des pneumatiques d'essai montés sur une jante 6-JJ x 15 et ayant une pression d'air de 2,0.105 Pa. Un conducteur conduit le véhicule sur une route sèche. On évalue l'impression de stabilité de conduite pendant le déplacement. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 et lafigure 8. Confort des Passagers en Vibration On utilise dans cet essai un appareil à croisement de bosse dans lequel une bosse semi-circulaire d'un diamètre de 20 mm est prévue à un endroit sur un tambour 25 de 2500 mm de diamètre. On détecte la force axiale dans les directions avant et arrière lorsqu'un pneumatique d'essai franchit la bosse précitée. On prend la grandeur de la force axiale comme valeur représentant le confort des passagers. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 30 et la figure 9. L'essai ci-dessus pour la détermination du confort est effectué dans les conditions suivantes: dimension de pneumatique 205/50VR15; pression d'air 2,0.105 Pa; et jante 6-JJ x 15. Effet d'orientation de couche: On évalue l'orientation de couche par la méthode d'essai d'uniformité comme décrit dans JASO C-607. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 et la figure 10. Comme le montrent le tableau 1 et les figures 7 à 10, le pneumatique suivant la présente invention est supérieur aux pneumatiques usuels, dans tous les essais de performances et de durabilité à grande vitesse, de stabilité de conduite, de confort et d'effet d'orientation des couches. En outre, un pneumatique comparatif ayant une ceinture de même structure que celle du pneumatique suivant 10 la présente invention mais comportant des couches supérieure et inférieure de ceinture en un même type de câble, c'est-à-dire soit un câble en acier soit un câble en "Kevlar", ne présente pas d'amélioration sensible dans l'équilibre des performances, contrairement au pneumatique de la 15 présente invention. Voir Tableau 1 à la page 7. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de 20 celle-ci. TABLEAU 1 Structure de la ceinture Matières de la ceinture Ex. Comp. FIG. 2 "Kevlar" 1500D/2,22 Acier 2+7(0,22),22 Ex. Comp. FIG. 3 "Kevlar" 1500D/2,22 Acier 2+7(0,22),22 Ex. Comp. FIG. 4 Ex. Comp. FIG. 5 Ex. Comp. FIG. 6 "Kevlar" 1500D/2 22 Exemple 1 Acier Acier 3x7(0,15),22 3x7(0,15 Acier 1x5(0,25),22 22 FIG. 1 Acier 3x7(0,15),22 "Kevlar" 1500D/2,22 Performances et durabilité à grande vitesse 257 x 15 inn 265 x 20 mn 289 x 3 mn 281 x 4 mn 273 x 10 mn 281 x 6mn Coeff. de stabilité de conduite Coeff. de confort en vibration Effet d'orientation des couches (kg) -J 43,0 (100) 102 42,5 ( 99) 44,0 (102) 93 30,1 (70) 28,2 (66) 26,5 (62) r%) CX 2U01902 Revendications 1. Pneumatique radial dont la structure comprend une ceinture constituée d'une couche de ceinture (3) en câbles d'acier et d'une couche de ceinture (2) en câbles de fibre polyamide aromatique, caractérisé en ce qu'une couche de ceinture constituant une couche inférieure de la dite ceinture est rabattue à une de ses extrémités (2a) dans le sens de la largeur vers une face de roulement (4) de manière à former une partie rabattue et à recouvrir une couche de ceinture prévue sur sa face supérieure, et en ce qu'une couche de ceinture constituant une couche supérieure de la dite ceinture est rabattue, à son autre extrémité (3a) dans le sens de la largeur vers la face de roulement, ce pneumatique étant monté sur un véhicule de sorte que la partie rabattue de ladite couche de ceinture en câ15 bles d'acier se trouve du côté extérieur du pneumatique. 2. Pneumatique radial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche inférieure de ceinture est en câbles de fibre polyamide aromatique et la couche supérieure de ceinture est en câbles d'acier.