Brevet FR2624063A1 — publié le 19890609

La présente invention se rapporte à un pneumatique de force à utiliser sous une forte pression interne et une forte charge, et plus particulièrement à un pneumatique pour un avion, capable d'empêcher une dégradation du pneumatique résultant de découpes externes dans une bande de roulement du pneumatique. Les surfaces des bandes de roulement des pneumati- ques sont souvent coupées par les pierres et les pièces en métal qui sont dispersées sur les routes lorsque les pneumatiques y passent. Avec des pneumatiques adaptés à être utilisés pour des charges légères comme dans les véhicules de tourisme, même si les pneumatiques sont coupés à un certain point, ils n'éclatent pas à cause des coupures dans les bandes de roulement parce que les conditions d'utilisation ne sont pas sévères. Cependant, avec des pneumatiques utilisés dans des conditions de forte pression interne, de forte charge et de vitesse rapide comme dans les avions, des découpes externes dans les bandes de roulement ont immédiatement pour résultat un éclatement des pneumatiques. En général, des pneumatiques en biais sont utilisés pour les avions pour la raison suivante. Comme la carcasse est en biais et comprend plusieurs couches de nappes, il est possible d'arranger sur le côté radialement interne d'une bande de roulement une couche protectrice de couronne ayant un certain nombre de nappes comprenant des cordes de fibres organiques s'intersectant. Par conséquent, même si la bande de roulement est extérieurement coupée par des pièces étrangères sur des routes, tout agrandissement des coupures dans la bande de roulement est efficacement empêché entre la couche protectrice de couronne et les nappes de carcasse. Par ailleurs, des pneumatiques radiaux ayant des carcasses de nappes comprenant des cordes agencées radiale- ment ne sont pas appropriés pour des avions pour la raison suivante. Comme la carcasse ne contient que quelques nappes et que les couches de ceinture comprennent des couches circonférentielles, même si une couche protectrice de couronne ayant des couches en intersection de cordes en fibres organiques est prévue, le pneumatique est incapable d'empêcher l'agrandissement des découpes externes dans les bandes de roulement en condition grave dans un avion. Un pneumatique radial pour un avion est révélé dans la demande de brevet Etats Unis d'Amérique NO 4 402 356 qui révèle une caractéristique consistant à utiliser des cordes d'acier de forme ondulée pour protéger une couronne. Lorsque les cordes d'acier de forme ondulée sont utilisées dans des couches protectrices de couronne, il est possible d'empêcher le développement des découpes externes dans les bandes de roulement. Cependant, comme il y a une grande différence de rigidité entre la couche protectrice de couronne et les couches de ceinture, des fissures se produiront entre la couche protectrice de couronne et les couches de'ceinture dans le cas o le pneumatique sera soumis à une charge importante comme lors de l'atterrissage d'un avion ou lorsqu'il passe sur des protubérances sur les routes. La présente invention a pour objectif principal un pneumatique radial de force qui soit amélioré et qui élimine tous les inconvénients de l'art antérieur en prévenant les fissures pouvant se produire entre une couche protectrice de couronne et les couches de ceinture d'un tel pneumatique radial utilisé en condition de forte pression interne et de forte charge comme pour un avion, et facilitant de plus le rechapage du pneumatique. Afin d'atteindre cet objectif, dans un pneumatique radial de force ayant une carcasse toroîdale consistant en nappes ayant des cordes agencées parallèlementles unes aux autres, au moins l'une des nappes ayant des portions retournées qui sont repliées autour de deux âmes de bourrelet, de l'intérieur à l'extérieur du pneumatique, et un certain nombre de couches de ceinture interposées entre la carcasse et une bande de roulement du pneumatique, selon l'invention, le pneumatique comprend une couche protectrice de couronne agencée entre les couches de ceinture et la bande de roulement et comprenant des cordes ou filaments de forme ondulée et une couche en caoutchouc d'amortissement agencée radialement vers l'intérieur de la couche protectrice de couronne et faite en un caoutchouc ayant un module plus faible que 6,87 MPa en condition d'allongement de 100%, et une distance entre les cordes d'une couche radialement externe de ladite couche de ceinture et les cordes ou les filaments ondulés d'une couche radiale- ment interne de la couche protectrice de couronne supé- rieure à 1,5 mm. Dans ce cas, la distance entre cordes de la couche radialement externe des couches de ceinture et des cordes ondulées est la distance h entre les surfaces des cordes comme le montre une vue en coupe de la figure 2a, o h est la distance entre cordes de la couche radialement externe des couches de ceinture et des cordes radialement internes ondulées de la couche protectrice de couronne. Avec le pneumatique de force selon l'invention, une distance h plus faible que 4,5 mm est préférable pour le poids et l'échauffement du pneumatique. Si la distance h est supérieure à 4,5 mm, le volume de toute la bande de roulement du pneumatique est excessivement accru et donc la durabilité aux vitesses rapides est souvent extrêmement réduite. Pour la productivité, le module de la couche de caoutchouc d'amortissement à 100% de condition d'allonge- ment est de préférence supérieur à 1,96 MPa. 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 coupe expliquant un pneumatique selon l'invention; - la figure 2a est une vue en coupe schématique agrandie de la portion A entourée en pointillé sur la figure 1; et - la figure 2b est une vue en coupe illustrant les cordes de forme ondulée, faite suivant la ligne IIb-IIb de la figure 2a. La figure 1 illustre une construction du pneumatique selon l'invention, qui comprend une carcasse 1, une couche de ceinture en intersection 2, une couche de ceinture circonfé- rentielle 3, une bande de roulement 4, des âmes de bourrelet 5, une couche protectrice de couronne 6 et une couche de caoutchouc d'amortissement 7. Dans ce mode de réalisation, la carcasse 1 se compose d'une couche stratifiée de haut en bas comprenant quatre nappes retournées qui sont pliées ou enroulées de l'intérieur à l'extérieur autour des âmes de bourrelet 5 et une nappe du bas s'étendant jusqu'aux bases des bourrelets le long de l'extérieur des portions retournées des nappes retournées. La couche de ceinture en intersection comprend deux nappes ayant des cordes de fibres organiques, qui sont repliées ou doublées des deux côtés pour ajouter deux nappes des deux côtés de la bande de roulement. De cette manière, il y a deux nappes au centre de la bande de roulement et quatre nappes des deux côtés de celle-ci. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, les extrémités repliées de la nappe externe de la couche de ceinture en intersection sont agencées afin d'enfermer les extrémités repliées de la nappe interne afin d'empêcher des efforts de cisaillement aux extrémités repliées de la nappe interne. La couche circonférentielle de ceinture 3 comprend cinq couches de cordes dont les cordes sont faites des mêmes fibres organiques que celles de la couche de ceinture en intersection et sont enroulées en spirale en direction circonférentielle du pneumatique, deux couches addition- nelles de cordes étant prévues à la portion centrale de la bande de roulement et deux nappes additionnelles,une de chaque c6té de la bande de roulement. Par conséquent, la couche de ceinture circonférentielle 3 se compose des sept couches de cordes à la portion centrale de la bande de roulement et de six couches de cordes sur les deux portions latérales de la bande de roulement. La couche circonférentielle de ceinture 3 peut être une couche de ceinture en intersection. La couche protectrice de couronne 6 comprend des cordes ondulées 6a en acier agencées parallèlement les unes aux autres entre la couche circonférentielle 3 et la bande de roulement 4. Par ailleurs, entre la couche protectrice de couronne 6 et la couche circonférentielle de ceinture 3, la couche de caoutchouc d'amortissement 7 est faite d'un caoutchouc dont le module à 100% d'allonge- ment est plus faible que 6,87 MPa. Une épaisseur h de la couche de caoutchouc d'amortissement 7 est toujours supérieure à 1,5 mm. L'épaisseur h est la distance entre les cordes 3a de la couche circonférentielle 3 et les cordes d'acier 6a de la couche protectrice de couronne 6. La distance h est appelée ici "distance descouches". Par ailleurs, afin de rendre le pneumatique léger, il est préférable que les cordes ondulées ou les filaments soient faits de fibres organiques, par exemple, un polyamide aromatique ou un polyamide aliphatique. Lorsque les cordes ou filaments ondulés sont soumis à des forces de traction, ils se déforment de manière que les amplitudes ou distances entre des crêtes et des creux des ondes diminuent et que les longueurs d'onde s'allongent. Lors de la déformation, le caoutchouc autour des cordes est déformé à la suite de la déformation des cordes. Cependant, comme les couches de ceinture 2 et 3 ont une très haute rigidité, des forces importantes de cisaillement se produisent entre les couches de ceinture 2 et 3 et la couche protectrice de couronne 6 des cordes d'acier de forme ondulée pour provoquer une séparation entre elles. Par conséquent, la couche de caoutchouc d'amortis- sement 7 est prévue entre la couche protectrice de couronne 6 et les couches de ceinture 2 et 3 pour absorber les forces de cisaillement résultant des déformations particulières des cordes de forme ondulée en tant que déformation du caoutchouc. Afin que la couche de caoutchouc d'amortissement 7 absorbe la déformation, il est essentiel que le caoutchouc de cette couche ait un module à 100%O d'allongement plus faible que 6,87 MPa. S'il est supérieur à 6,87 MPa, l'effet d'absorption des forces de cisaillement est perdu donc la séparation ne peut être empêchée. Par ailleurs, avec la distance descouchesplus faible que 1,5 mm, la séparation ne peut pas non plus être empêchée. Par conséquent, la distance doit être supérieure à 1,5 mm. Afin d'obtenir en toute certitude une distance descouchesde plus de 1,5 mm, une feuille faite de caout- chouc ou une couche de caoutchouc peut être prévue entre la couche protectrice de couronne et les couches de cein- ture. Dans la pratique, par exemple, un caoutchouc de revêtement des nappes de la couche 3 ou de la couche protectrice de couronne 6 est épais à un certain point pour assurer une distance entre couches h supérieure à 1,5 mm. e procédé est avantageux par son prix. Par ailleurs, dans des pneumatiques pour avion ou analogues, les bandes usées de roulement sont générale- ment échangées pour de nouvelles pour récupérer les pneumatiques. Dans ce cas, comme la couche de caoutchouc d'amortissement maintient la distance entre couches entre la couche protectrice de couronne et la couche de ceinture, il est possible,pour la récupération du pneuma- tique,d'écailler la bande de roulement de la couche protectrice de couronne pour la remplacer par une nouvelle bande de roulement sans endommager les couches de ceinture. De cette manière, l'opération de rechapage est simplifiée. EXEMPLE Des pneumatiques ayant pour taille H 46 x 18,0R 20 ayant la construction montrée à la figure 1 ont été manu- facturés avec des distances entre couches montrées au Tableau 1. Des tests sur tambour en saillie de ces pneumatiques ont été effectués. Les résultats sont montrés au Tableau 1. Les détails des couches respectives sont comme suit. Carcasse: cinq couches ayant des cordes de nylon 66 1.680 d/3 Couche de ceinture en intersection: ayant des cordes de nylon 66 1.680 d/4 agencées à des angles de 18 par rapport aux directions circonférentielles et se coupant Couche de ceinture circonférentielle: ayant des cordes de nylon 66 1.680 d/4 s'étendant en direction circonférentielle Couche protectrice de couronne: construction 1 x 0,2 + 18 x 0,175, ayant. des cordes d'acier de forme ondulée avec des amplitudes de 6 mm et des longueurs d'onde de 20 mm Couche de caoutchouc d'amortissement: faite d'un caoutchouc d'un module de 3,43 MPa à 100% d'allongement TABLEAU 1 Pneumatique selon Pneumatique de l'invention comparaison Distance entre 1, 7 2,2 3,6 0,6 1,0 couches h (mm) Séparation dans le test du aucune aucune aucune présente présente tambour avec saillie Par ailleurs, des pneumatiques ont été manufacturés qui avaient la même construction que ceux du Tableau 1 à l'exception que les couches protectrices de couronne étaienten cordes de forme ondulée en polyamide aromatique de 3.000 d/3 avec des ampiitudes de 6,7 mm et des longueurs d'onde de 27 mm et les couches d'amortissement en caoutchouc avaient une épaisseur de 2,2 mm et un module de 3,43 MPa à 100% d'allongement. Les mêmes tests ont été effectués. Aucune sépara- tion ne s'est produite. Dans le test sur tambour extrudé, un pneumatique a de nouveau été sollicité sur un tambour rotatif ayant des protubérances hémisphériques qui lui étaient attachées afin d'entraîner le pneumatique par intermittence sur une distance prédéterminée (4,83 km x 50 fois). Ensuite, le pneumatique a été découpé pour voir si une séparation s'était produite. La pression interne et la charge étaient respectivement de 9,64 bars et 14 tonnes, ce qui représen- tait 70% de la pression interne normale et de la charge normale. La vitesse était de 32,2 km/h. Par ailleurs, des tests similaires ont été effec- tués en changeant le module des couches de caoutchouc d'amortissement en condition d'allongement de 100%. Les résultats sont montrés au Tableau 2. TABLEAU 2 Pneumatique Pneumatique selon de l'invention comparaison Module à 100% d'allongement (MPa) 4,9 5,9 7,8 Séparation aucune aucune présente Comme on peut le voir de l'explication ci-dessus, le pneumatique de force selon l'invention permet d'empêcher des coupures externes dans la bande de roulement de s'élargir, donc la durabilité peut être améliorée. Par ailleurs, un rechapage du pneumatique est très facile. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Pneumatique radial de force du type, comprenant une carcasse toroidale consistant en nappes ayant des cordes agencées parallèlement les unes aux autres, au moins l'une des nappes ayant des portions retournées vers le haut, pliées autour de deux âmes de bourrelet de l'intérieur à l'extérieur du pneumatique, et un certain nombre de couches de ceinture interposées entre ladite carcasse et une bande de roulement du pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend une couche protectrice de couronne (6) agencée entre les couches de ceinture et la bande de roulementet qui comprend des cordes ou filaments de forme ondulée, et une couche de caoutchouc d'amortisse- ment (7) agencée radialement vers l'intérieur de la couche protectrice de couronne et faite en un caoutchouc ayant un module plus faible que 6,87 MPa à une condition de 100% d'allongement,avec une distance entre cordes d'une couche radialement externe des couches de ceinture (2) et les cordes ou filaments ondulés d'une couche radialement interne de la couche protectrice de couronne supérieure à 1,5 mm. 2.- Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module du caoutchouc de la couche d'amortissement est supérieur à 1,96 MPa. 3.- Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les cordes de la couche radialement la plus externe des couches de ceinture et es cordes ou filaments de forme ondulée de la couche radialement la plus interne de la couche protectrice de ceinture est supérieure à 4,5 mm. 4.- Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche protectrice de couronne se compose de cordes d'acier de forme ondulée ayant des amplitudes d'environ 6 mm et des longueurs d'onde d'environ 20 mm. 5.- Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche protectrice de couronne se compose de cordes de forme ondulée en polyamide aromatique ayant des amplitudes d'environ 6,7 mm et des longueurs d'onde d'environ 27 mm. 6.- Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de caoutchouc d'amortisse- ment est faite d'un caoutchouc ayant un module d'environ 3,43 MPa à une condition de 100% d'allongement. 7.- Pneumatique radial selon la revendication 6, caractérisé en ce que le caoutchouc a une épaisseur d'environ 2,2 mm.