Brevet FR2611600A1 — publié le 19880909

La présente invention se rapporte à des pneumatiques radiaux, et plus particulièrement à un pneumatique radial utilisable pour des véhicules à grande puissance, en particulier des avions. Comme les pneumatiques radiaux à utiliser dans des véhicules à grande puissance, en particulier des avions, sont utilisés en conditions considérablement particulières et spéciales en comparaison avec les pneumatiques utilisés pour les voitures de passagers, camions, autobus et analogues, le départ des recherches sur de tels pneumatiques a été tardif et ces pneumatiques sont actuellement en développement. La structure d'un tel pneumatique n'est pas fixée mais peut grossièrement être subdivisée en deux parties comme suit: 1. Comme carcasse de structure radiale, une ou plusieurs nappes contenant des cordes de fibre organique ou des cordes de métal, en particulier des cordes d'acier, sont utilisées comme dans le cas des véhicules d'utilisation générale, tandis que plusieurs couches de ceinture, chacune contenant une ou quelques cordes de fibre organique enroulées circonférentiellement à la bande de roulement à un angle légèrement petit de spirale, cordes dont les couches se croisent, sont laminées et utilisées comme ceintures. 2. La structure de l'article i ci-dessus est de base et de plus une couche de cordes de sollicitation est ajoutée en tant que couche de ceinture. Dans chaque cas, la sculpture de la bande de roulement, le caoutchouc de la bande de roulement et analogues sont sensiblement les mêmes que ceux usuellement utilisés dans les pneumatiques conventionnels pour les avions. Dans la divulgation du brevet Japonais No. 61-37503 est révélée l'amélioration des performances de frottement sur une surface de route enneigée et verglacée par production d'une différence de dureté dans le caoutchouc de la bande de roulement entre la partie centrale de la bande de roulement et chaque partie latérale, dont l'application est restreinte aux pneumatiques d'utilisation générale. Cependant, l'on ne trouve aucun article mentionnant les propriétés du caoutchouc de la bande de roulement en connexion avec des environnements particuliers d'utilisation pour des pneumatiques radiaux pour avions. Lorsque le pneumatique radial pour une utilisation de grande puissance roule à une vitesse assez élevée à une haute pression interne, et en particulier lorsque la partie d'épaulement de la bande de roulement est d'une forme ronde comme dans un pneumatique d'avion, l'usure de la bande de roulement est accélérée des deux c8tés de celle-ci, en particulier à proximité de chaque extrémité en largeur du contact avec le sol, en comparaison avec la partie centrale de cette bande de roulement et en conséquence il peut se produire un phénomène d'usure irrégulière. On a pu confirmer que l'usure irrégulière ci-dessus était considérablement accélérée si la ceinture renforçant la bande de roulement avait en particulier une structure de renforcement produisant à peine la déformation basée sur la rotation du pneumatique sous une charge à proximité des deux extrémités latérales de la ceinture, par exemple, une structure pliée de la couche de ceinture à ses deux extrémités latérales ou une structure laminée d'un faible angle de couche de ceinture, chacune contenant la corde enroulée à un léger petit angle de spirale, circonférentiellement à la bande de roulement. Par ailleurs, il est indispensable d'éviter la présence d'une onde stationnaire en condition de fonctionnement à vitesse rapide, telle qu'elle est représentée dans les avions. Dans ce but, la structure de renforcement mentionnée ci-dessus est requise pour améliorer l'effort circonférentiel de la ceinture. Par conséquent, la prévention d'une onde stationnaire entre nettement en conflit avec la réduction de l'usure irrégulière. La présente invention a pour objet un pneumatique radial permettant de résoudre avantageusement les conditions ci-dessus contradictoires et de réduire l'usure irrégulière de la bande de roulement sans nuire à la demande d'un renforcement de ceinture. Selon l'invention, on prévoit un pneumatique radial comprenant au moins une nappe de carcasse en tant que renforcement du corps du pneumatique et au moins deux couches de ceinture en tant que renforcement de la bande de roulement, ladite bande de roulement étant pourvue d'une paire de gorges principales s'étendant circonféren- tiellement à la bande de roulement et se trouvant à une position comprise entre l'extrémité latérale de la bande de roulement dans les 15-40% de la largeur du contact de la bande de roulement avec le sol, caractérisé en ce que ladite bande de roulement se compose d'un caoutchouc satisfaisant la condition qu'un module a 100 C à 100% d'allongement du caoutchouc de la bande de roulement constituant chaque partie latérale de celle-ci soit plus faible, de 30 à 80%, que celui d'un caoutchouc de bande de roulement constituant une partie centrale de celle-ci, en sandwich entre les gorges principales. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le module dans les deux parties latérales de la bande de roulement est plus faible, d'environ 40 à %, que celui de la partie centrale. De préférence, le module de la partie centrale est de 1,76 à 4,9 MPa et le module de chaque partie latérale est de 1,47 à 2,94 MPa. Dans chaque cas, la couche de ceinture renforçant la bande de roulement se compose d'une ou de quelques cordes de fibre organique enroulées à un angle légèrement petit de spirale, circonférentiellement à la bande de roulement (ou un agencement appelé sensiblement circonférentiel). L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la-description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en demi-coupe radiale d'un mode de réalisation du pneumatique selon l'invention; et - les figures 2a à 2d sont des vues schématiques montrant les comportements de l'usure irrégulière produite dans divers pneumatiques, respectivement. Dans des pneumatiques radiaux à utiliser dans des véhicules de grande puissance en conditions de fonctionnement à vitesse rapide, représentées par les pneumatiques d'avion, comme la rigidité au cisaillement dans les deux parties latérales de la bande de roulement est améliorée par la ceinture composée de l'agencement de cordes circonférentielles, chaque partie latérale de la bande de roulement, en particulier l'extrémité de contact avec le sol (extrémité latérale en largeur) de la bande de roulement est formée en un épaulement rond en comparaison avec la partie centrale de la bande de roulement. Par ailleurs, le rayon effectif de rotation du pneumatique à proximité de l'épaulement est plus petit qu'à l'autre partie du fait d'un fonctionnement en charge. En effet, une usure prématurée se produit fréquemment dans l'épaulement, étant donné le phénomène de résistance à l'avance accompagnant les effets ci-dessus. Par ailleurs, une telle usure est accélérée par la dégradation du contact avec le sol dans les deux parties latérales de la bande de roulement, résultant de l'amélioration de la rigidité au cisaillement ci-dessus mentionnée. De ce point de vue, si la rigidité au cisaillement est réduite, la différence du rayon effectif de rotation entre la partie latérale et la partie centrale est absorbée par la déformation en fonctionnement en charge, mais cela nuit à l'effet de renforcement requis dans la ceinture, donc la réduction de la rigidité au cisaillement n'est pas appropriée dans ce cas d'utilisation. Par ailleurs, on a prévu d'agencer un caoutchouc ayant une bonne résistance à l'usure ou un caoutchouc ayant une haute dureté dans les deux parties latérales de la bande de roulement, mais ce moyen n'est pas si efficace en usage pratique. Comme l'usure est généralement représentée par un travail accompli, les inventeurs ont noté de réduire le travail accompli dans les deux parties latérales de la bande de roulement parce que la partie latérale est grande en élément déformable forcé mais sa déformation est constante et ont fait diverses études pour la réduction de l'effort en maintenant le déplacement constant, et l'invention est basée sur cela. En effet, l'idée fondamentale de l'invention est de prévenir la présence d'une usure irrégulière en rendant le travail accompli par la bande de roulement, lors du fonctionnement du pneumatique, sur sa direction en largeur, aussi uniforme que possible. Par ailleurs, lorsque l'on utilise la couche de ceinture composée de l'agencement circonférentiel de cordes comme dans le pneumatique radial pour un avion, l'effet de renforcement de cette couche de ceinture agit fortement sur les deux parties latérales de la bande de roulement, donc l'usure par travail accompli dans la partie d'épaulement devient plus importante. De ce point de vue, selon l'invention, un caoutchouc plus flexible est utilisé dans la partie d'épaulement de la bande de roulement en comparaison avec le caoutchouc pour sa partie centrale, et l'effort est rendu faible dans la partie d'épaulement pour réduire la différence du travail accompli à l'usure entre la partie d'épaulement, et la partie centrale et par conséquent l'uniformiser en direction de la largeur de la bande de roulement. Cela est applicable aux autres pneumatiques de grande puissance, par exemple les pneumatiques radiaux pour les camions et les autobus. Dans ce cas, la caractéristique selon laquelle la limite entre le caoutchouc pour la partie centrale et le caoutchouc pour la partie latérale est exposée sur la surface de la bande de roulement est défavorable du point de vue performance de frottement, donc la limite du caoutchouc est placée au fond de la gorge principale s'étendant continuellement circonférentiellement à la bande de roulement, et la présence d'une usure échelonnée non souhaitable d e au contact de la limite de caoutchouc avec le sol est empêchée. Par ailleurs, la gorge principale se trouve en une position comprise entre le c8té d'extrémité de la bande de roulement de 15-40% de la largeur de contact avec le sol et est agencée afin de maintenir en sandwich le centre de la bande et roulement. Lorsque la position de la gorge principale est restreinte à une étendue entre 15 et 40% de la largeur de contact avec le sol, mesurée à partir de l'extrémité du c8té de la bande de roulement pour développer suffisamment les propriétés différentes attendues dans les caoutchoucs de bande de roulement délimités au fond de la gorge principale, l'uniformisation de l'usure par le travail accompli sur la direction en largeur de la bande de roulement peut être obtenue avec une différence adéquate de propriétés du caoutchouc entre la partie centrale et la partie latérale de la bande de roulement, comme on le mentionnera ultérieurement. En effet, la différence de propriétés du caoutchouc entre la partie centrale et la partie latérale de la bande de roulement est une caractéristique selon laquelle le module a 100 C sous 100% d'allongement du caoutchouc constituant la partie latérale de la bande de roulement est plus faible d'environ 40 à 80% que le caoutchouc constituant la partie centrale. Lorsque la différence du module est inférieure à 40%, la résistance à la coupure diminue, ce qui écourte la durée de vie du pneumatique tandis que lorsqu'elle dépasse 80%, l'effet de prévention de l'usure irrégulière ne se développe pas. De préférence, la différence du module est comprise entre et 70%. Par ailleurs, le module de la partie centrale est d'environ 1,76 à 4,9 MPa et celui de la partie latérale est d'environ 1,47 à 2,94 MPa. Un tel module doit être mesuré à 100 C parce que l'usure irrégulière se produit pendant un fonctionnement en charge et que chaque partie du pneumatique est à une haute température du fait de l'accumulation de chaleur. L'invention sera décrite en se référant à l'exemple qui suit. Exemple. Sur la figure i est montré, en coupe, un mode de réalisation d'un pneumatique d'avion (taille du pneumatique: H46x18R20) à appliquer à l'invention, o le chiffre 1 est une carcasse composée d'au moins une nappe, en particulier deux nappes la, lb dans le mode de réalisation illustré, le chiffre 2 est une âme de bourrelet, le chiffre 3 une partie retournée de la carcasse 1 enroulée sur l'âme 2 du bourrelet, de l'intérieur du pneumatique vers l'extérieur, le chiffre 4 est une bande d'usure et le chiffre 5 est une ceinture composée d'au moins deux couches de ceinture, en particulier cinq couches principales de ceinture et une couche étroite additionnelle de ceinture dans le mode de réalisation illustré. Dans ce cas, des cordes en fibre de polyamide aromatique (cordes en Kevlar, dénomination commerciale) sont utilisées en tant que corde pour la nappe de carcasse, tandis que la corde en Kevlar est également utilisée comme corde dans chaque couche de ceinture pour la ceinture 5 en un agencement circonférentiel. Le symbole A sur la figure 1 est un caoutchouc de bande de roulement dans chaque partie latérale (a) de la bande de roulement et le symbole B est un caoutchouc de la bande de roulement dans une partie centrale (b) de la bande de roulement. La limite entre le caoutchouc A et le caoutchouc B est placée au fond d'une gorge principale 6 qui est formée dans la bande de roulement en une position correspondant à 29% d'une largeur de contact avec le sol (c) de la bande de roulement, à partir de l'extrémité latérale de la bande. Par ailleurs, les chiffres 7 et 8 sont des gorges circonférentielles formant une sculpture souhaitée de la bande de roulement avec la gorge principale 6. Lorsque l'on utilise une combinaison des caoutchoucs A et B de bande de roulement en changeant diversement le module à 100 C à 100% d'allongement de ces caoutchoucs, la différence d'usure entre le centre de la bande de roulement et l'épaulement est mesurée après avoir fait fonctionner-le pneumatique soumis à-une pression interne de 15,2 bars, à une vitesse de 64 km/h sous une charge de 20050 kg sur une distance de 1500 km et avoir comparé à une valeur moyenne d'usure sur tout le pourtour de la bande de roulement pour obtenir les résultats suivants. Témoin Exemple Exemple de Exemple de comparaison 1 comparaison 2 Module du caoutchouc 2,64 2,06 3,9 1,37 A (MPa) Module du caoutchouc 2,64 3,19 2, 06 5,5 B (MPa) A/Bx100(%) 100 5,15 18,7 2,45 Différence d'usure 4 0,5 10 0,8 (mm) Comme on peut le voir par ce qui précède, l'amoindrissement remarquable de l'usure régulière dans l'exemple selon l'invention est obtenu en comparaison avec la quantité usée du témoin. Au contraire, l'usure régulière augmente considérablement dans l'exemple de comparaison i ou la combinaison des caoutchoucs A et B est assez opposée au cas de l'exemple selon l'invention. Par ailleurs, à l'exemple de comparaison 2 o la différence de module entre les caoutchoucs A et B est plus faible que la limite inférieure définie par l'invention, l'amoindrissement de l'usure irrégulière est remarquable mais la résistance à la coupure se dégrade considérablement, donc le pneumatique de l'exemple de comparaison 2 est d'une faible valeur pratique. Le comportement à l'usure de la bande de roulement dans ces pneumatiques est montré aux figures 2a à 2d en empilant un profil en coupe de la bande de roulement après fonctionnement (lignes en pointillé) sur un profil en coupe de la bande de roulement avant fonctionnement (lignes en trait plein), la figure 2a montrant le comportement à l'usure dans le témoin, la figure 2b montrant le comportement à l'usure dans l'exemple selon l'invention, et les figures 2c et 2d montrant les comportements à l'usure des exemples de comparaison 1 et 2, respectivement. Comme on l'a mentionné ci-dessus, selon l'invention, l'usure irrégulière fréquemment produite à proximité des parties d'épaulement de la bande de roulement peut efficacement être amoindrie en améliorant la rigidité au cisaillement de la ceinture renforçant la bande de roulement, donc la durée d'utilisation de pneumatiques radiaux pour des véhicules de forte puissance représentés par un avion peut être considérablement prolongée. REVENDICATIONS 1. Pneumatique radial, du type comprenant au moins une nappe de carcasse en tant que renforcement du corps du pneumatique et au moins deux couches de ceinture en tant que renforcement de la bande de roulement, ladite bande de roulement étant pourvue d'une paire de gorges principales s'étendant circonférentiellement à elle et se trouvant en une position comprise entre l'extrémité latérale de la bande de roulement et 15 à 40% de la largeur de contact de la bande de roulement avec le sol, caractérisé en ce que ladite bande de roulement se compose d'un caoutchouc satisfaisant la condition selon laquelle un module à 100 C à 100% d'allongement du caoutchouc (A) de la bande de roulement constituant chaque partie latérale de la bande de roulement est plus faible de l'ordre de 30-80% que pour le caoutchouc (B) de la bande de roulement constituant une partie centrale de la bande de roulement, en sandwich entre les gorges principales (6). 2. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une limite entre le caoutchouc de la bande de roulement constituant la partie latérale et le caoutchouc de la bande de roulement constituant la partie central est placée au fond de la gorge principale (6). 3. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module du caoutchouc de la bande de roulement (A) dans la partie latérale est plus faible d'environ 40-70% que celui (B) dans la partie centrale. 4. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module du caoutchouc (B) de la bande de roulement dans la partie centrale est de 1,76 à 4,9 MPa et le module de la bande de roulement (A) dans la partie latérale est de 1,47 à 2,94 MPa. 5. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de ceinture (5) se compose d'une ou de quelques cordes en fibre organique enroulées à un léger petit angle de spirale, circonféren- tiellement à la bande de roulement.