Brevet FR2623753A1 — publié le 19890602

La présente invention concerne un pneumatique ayant diverses caractéristiques perfectionnées, telles que la manoeuvrabilité, l'accrochage au sol, l'absorption des chocs, la réduction du bruit et analogues. Un pneumatique, en particulier dans des parties de renfort intermédiaire assurant un recouvrement à proximité de la partie de contact avec le sol, est soumis à divers types de contraintes qui se répètent pendant le roulement, par exemple une contrainte latérale résultant de la force centrifuge dans les virages, des contraintes verticales dues au poids du véhicule et à la réaction des irrégularites de la route, des contraintes circonférentielles résultant de la transmission de la force motrice et de la force de freinage à la surface de la route, et analogues, et les parties de renfort intermédiaire subissent une déformation importante. On a déjà proposé, pour améliorer les performances de roulement à plat du pneumatique, c'est-à-dire la possibilité du déplacement sur une certaine distance même lorsque la pression du pneumatique a été réduite par crevaison ou analogue, de disposer, à l'intérieur de chacune des parties de renfort intermédiaire, une couche de caoutchouc destinée à accroître la rigidité de ces parties. Un tel type de couches de caoutchouc peut améliorer effectivement les performances de roulage à plat du pneumatique, mais elles provoquent une augmentation de la rigidité du pneumatique dans son ensemble. Ceci contribue à une augmentation de la stabilité lors du roulage en ligne droite sur des routes bien lisses mais, en fait, compte tenu de la résistance au virage et de la rigidité latérale, cette caractéristique a tendance à créer des vibrations latérales de la carrosserie du véhicule dans les virages, d'une manière qui affecte de façon nuisible la manoeuvrabilité du véhicule. En outre, les couches réduisent les performances de l'enveloppe (lors de l'amortissement des chocs résultant des irrégularités de la route), les performances d'amortissement, les performances d'accrochage au sol et le confort de conduite. L'invention a pour objet un pneumatique dont diverses caractéristiques, telles que la manoeuvrabilité, l'accrochage au sol, l'absorption des chocs et les performances de roulage à plat, sont améliorées par utilisation d'un matériau polymère ayant de bonnes performances d'amortissement des chocs. Dans un premier aspect, l'invention concerne un pneumatique qui comporte une partie formant bande de roulement, deux parties de renfort intermédiaire disposées radialement vers l'intérieur à partir de chacun des bords axialement externe de la partie formant bande de roulement, deux parties de flanc dirigées radialement vers l'intérieur, chacune depuis le bord radialement interne d'une partie de renfort intermédiaire, deux parties de talon placées au bord radialement interne des parties des flancs, deux tringles annulaires disposées chacune dans l'une des parties de talon, une carcasse disposée entre les parties de talons, dans les parties de flanc, les parties de renfort intermédiaire et la partie de bande de roulement, et repliée dans les parties de bord autour des tringles, et une couche formant une bande de revêtement, constituée d'un matériau polymère et placée à l'intérieur de la carcasse dans chacune des parties de renfort intermédiaire, la couche formant une bande de revêtement étant disposée de façon continue en direction circonférentielle et ayant en coupe une forme de segment de cercle, la tangente à l'angle de perte du matériau polymère satisfaisant aux relations suivantes la valeur minimale, dans la plage de températures comprise entre - 10 et 50 OC, n'est pas inférieure à 0,2, et la différence entre la valeur minimale et la valeur maximale dans une plage de températures comprise entre - 100 et + 100 "C n'est pas supérieure à 0,3. En outre, dans un autre aspect, l'invention concerne un pneumatique qui comprend une partie formant bande de roulement, deux parties de renfort intermédiaire disposées radialement vers l'intérieur chacune à partir d'un bord axialement externe de la partie formant bande de roulement, deux parties de flanc dépassant radialement vers l'intérieur, chacune à partir d'un bord radialement interne d'une des parties de renfort intermédiaire, deux parties de talon placées aux bords radialement internes des parties de flancs, deux tringles annulaires disposées chacune dans une partie de talon, une carcasse disposée entre les parties de talons, dans les parties de flanc, les parties de renfort intermédiaire et la partie de bande de roulement, et repliée dans les parties de bords autour des tringles, et une couche formant une bande de revêtement constituée d'un matériau polymère, placée à l'intérieur de la carcasse dans chacune des parties de renfort intermédiaire, la couche formant une bande de revêtement étant disposée de façon continue dans la direction circonférentielle du pneumatique et ayant en coupe une forme de segment de cercle pratiquement, la valeur minimale de la tangente à l'angle de perte du matériau polymère, dans la plage de températures comprise entre - 10 et 30 ec n'étant pas inférieure à 0,5. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de l'invention concernant un pneumatique de type diagonal pour motocyclette, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation de l'invention ; et la figure 2 est un graphique représentant la tangente à l'angle de perte de matériaux polymères et la température. Sur la figure 1, un pneumatique 1 comporte une partie 2 formant une bande de roulement ayant une surface périphérique externe ayant un dessin de sculpture, deux parties de renfort intermédiaire 3 disposées radialement vers l'intérieur, chacune à partir d'un bord axialement externe de la bande de roulement, deux parties de flanc 5 disposées radialement vers l'intérieur à partir de chaque bord radialement interne des parties de renfort intermédiaire, et deux parties 6 de talon placées aux bords radialement internes des parties de flanc, et comprenant aussi deux tringles annulaires 7 disposées chacune dans une partie de talon, une carcasse 9 étant disposée entre les parties de talon, dans les parties de flanc, les parties de renfort intermédiaire et la partie de bande de roulement, et étant repliée dans les parties de bord autour des tringles, une couche de caoutchouc étant disposée à l'extérieur de la carcasse, et des couches 11 de bandes de revêtement placées à l'intérieur de la carcasse. Dans cet exemple, la carcasse 9 a une structure de type diagonal et a deux nappes 9A et 9B de câblés, chaque nappe étant repliée dans les parties de bord autour des tringles 7, de l'intérieur vers l'extérieur. Les câblés des nappes de carcasse sont formés de fibres organiques, par exemple de "Nylon", de polyester, de rayonne, de polyamide aromatique ou de carbone. Les câblés de chaque nappe sont inclinés par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique d'un angle compris entre environ 30 et 60 et recoupent les câblés de l'autre nappe de manière que la rigidité latérale du pneumatique soit accrue uniformément. Les parties repliées de chaque nappe de carcasse se terminent dans les parties de talon 6 ou les parties des flancs 5. Les extrémités repliées 9a de la nappe 9A se prolongent au-delà des extrémités repliées 9b de la nappe 9B disposées axialement vers l'intérieur par rapport aux extrémités 9a, d'une manière telle que les extrémités 9b sont recouvertes par les parties repliées de la nappe 9A, afin que la concentration des contraintes aux extrémités repliées soit réduite. La couche précitée de caoutchouc comporte un caoutchouc de bande de roulement disposé à la partie externe radialement du sommet de la carcasse afin que la bande de roulement soit délimitée. Dans cet exemple, ctest-à-dire dans le cas d'un pneumatique de motocyclette, la partie de bande de roulement, pour qu'elle conserve une poussée latérale d'une certaine valeur lorsque le pneumatique est incliné, a une construction tellé que la surface de roulement est sensiblement parallèle au profil de la carcasse, et la largeur de la partie de bande de roulement, mesurée en ligne droite dans la direction axiale du pneumatique, est supérieure à la largeur maximale du pneumatique dans les parties 5 des flancs. Les couches précitées 11 formées par les bandes de revêtement sont disposées à l'intérieur de la carcasse dans les parties de renfort intermédiaire 3 et sont disposées de façon continue dans la direction circonférentielle du pneumatique afin qu'elles délimitent ces parties de renfort adjacentes à la bande de roulement. La configuration en coupe de chaque couche 11 est pratiquement un segment de cercle dont l'arc correspond à la surface interne arrondie de la carcasse. Les couches 11 des bandes de revêtement peuvent être moulées et rendues solidaires de l'intérieur de la carcasse par application de deux bandes d'un matériau caoutchouteux 10 formé d'un matériau polymère, à l'intérieur de la carcasse d'un pneumatique non vulcanisé, puis par vulcanisation de l'ensemble. La largeur (W) de chaque couche 11 formée par une bande de revêtement est réglée de manière qu'elle ne dépasse pas le quart de la longueur totale, le long de la surface interne du pneumatique, en coupe, dans la direction radiale du pneumatique. Si la largeur W dépasse un quart de cette longueur, la rigidité verticale du pneumatique est excessivement augmentée si bien que le confort de conduite est réduit. L'épaisseur maximale t de chaque couche 11 formant une bande de revêtement est réglée à une valeur inférieure ou égale à 8 mm environ. Si l'épaisseur maximale t dépasse 8 mm, l'accumulation de chaleur dans les parties de renfort intermédiaire augmente et la température interne augmente excessivement si bien qu'elles se séparent de la carcasse. Le matériau polymère formant les couches des bandes de revêtement a une tangente à l'angle de perte (tg 6) qui correspond aux relations suivantes (a) et/ou (b) (a) la valeur minimale, dans la plage de températures comprise entre - 10 et 50 "C (tg ô min (50)) n'est pas inférieure à 0,2, et la différence D entre la valeur minimale précitée, dans la plage de températures comprise entre - 10 et 50 C (tg ô min (50)) et la valeur maximale dans la plage de températures comprise entre - 100 et + 100 e C (tg 8 max) ne dépasse pas 0,3, (b) la valeur, dans la plage de températures comprise entre - 10 et 30 ec (tg ô min (30)) n'est pas inférieure à 0,5. La tangente à l'angle de perte ou le facteur de perte est défini comme étant le rapport du module de perte au module d'accumulation et, selon l'invention, les valeurs mesurées avec un spectromètre visco-élastique (fabriqué par IWAMOTO SEISAKUSYO), à une fréquence de 10 Hz et avec une déformation dynamique de 0,5 %, ont été adoptées. En consé- quence, plus la tangente à l'angle de perte (tg 8) est grande et plus la perte d'énergie interne et le module de perte sont élevés. On considère que l'élasticité au rebond d'un matériau polymère varie avec la valeur de la tangente à l'angle de perte, et les inventeurs ont donc mesuré l'élasticité au rebond de divers types de substances visco-élastiques. D'après les résultats obtenus, on a déterminé que les substances visco-élastiques qui ont une courbe de tangente des pertes correspondant à la relation précitée (a), par exemple le caoutchouc B indiqué sur la figure 2, ont une faible élasticité au rebond et de bonnes performances d'amortissement comme indiqué dans le tableau 1 (correspondant au pneumatique illustratif 1), les substances visco-élastiques qui ont une courbe de tangente à l'angle des pertes satisfaisant à la relation précitée (b), telles que le caoutchouc C de la figure -2, ont une élasticité au rebond particulièrement faible et des performances d'amortissement élevées comme indiqué dans le tableau I (correspondant au pneumatique illustratif 3), et les substances visco-élastiques ayant une tangente à l'angle de perte qui est supérieure à celle du caoutchouc B à la température à laquelle l'élasticité au rebond est mesurée mais en dehors de la plage spécifiée précédemment, comme le caoutchouc A indiqué sur la figure 2, ont une élasticité élevée au rebond et de mauvaises performances d'amortissement comme représenté dans le tableau 1 (correspondant au pneumatique témoin 3). L'élasticité précitée au rebond a été mesurée à température ambiante par chute d'un élément sphérique d'essai de 4 cm de diamètre d'une hauteur de 2 m. Le matériau polymère ayant l'angle de perte satisfaisant à ces relations possède de bonnes performances d'absorption des chocs et d'amortissement. Ainsi, lorsque les couches des bandes de revêtement formées d'un tel matériau sont disposées dans les parties de renfort intermédiaire dont la déformation est importante pendant le roulement, lténergie des vibrations comprise dans la bande des basses fréquences, par exemple résultant des irrégularités de la route, sont absorbées si bien que les performances d'amortissement du pneumatique sont améliorées, et en outre l'énergie des vibrations dans la bande des fré quences élevées peut être absorbée afin que le confort de conduite soit amélioré lors du roulement à grande vitesse et le bruit dû à la route est réduit lors du roulement à grande vitesse.En outre, l'élasticité au rebond d'un tel matériau est faible et ainsi la souplesse sur route est élevée et les performances d'accrochage à la route sont accrues. Une telle couche 11 formant bande de revêtement peut être appliquée aux pneumatiques à carcasse radiale pour motocyclette ainsi qu'aux pneumatiques de type diagonal pour motocyclette comme décrit précédemment et peuvent aussi être appliqués aux pneumatiques pour véhicules de passagers, aux pneumatiques pour poids-lourds et analogues. Exemples Divers types de pneumatiques d'essai du type 110/9019 pour motocyclettes ont été préparés en vue d'essais comparatifs. Les caractéristiques de ces pneumatiques sont indiquées dans le tableau 1. Chaque pneumatique d'essai a été monté sur la roue arrière d'une motocyclette de 250 cm3 afin qu'il soit utilisé en motocross, et ses diverses caractéristiques ont été évaluées lors de la conduite en terrain varié. Les résultats des évaluations sont aussi indiqués dans le tableau 1, les résultats obtenus dans chaque essai étant indiqués par un indice dans lthypothèse où le pneumatique témoin 1 a un indice égal à 100. Dans le tableau 1, le pneumatique témoin 1 a une structure classique, sans couche formant bande de revêtement. Les pneumatiques témoins 2 à 6 ont des couches formant bandes de revêtement, mais leur faible tangente à l'angle de perte ne correspond pas aux relations précitées (a) et (b). Les pneumatiques illustratifs 1 et 2 ont les couches formant bandes de revêtement dont la tangente à l'angle de perte correspond à la relation (a). Les pneumatiques illustratifs 3 et 4 ont des couches formant des bandes de revêtement dont la tangente à l'angle de perte correspond à la relation (b). Les pneumatiques illustratifs 5 et 6 satisfont à la fois aux relations (a) et (b). La largeur W et l'épaisseur maximale t de la couche formant la bande de revêtement dans chaque pneumatique sont de 40 mm et 4,5 mm respectivement. La figure 2, comme décrit précédemment, indique les courbes représentant la tangente à l'angle de perte pour le caoutchouc A utilisé dans le pneumatique témoin 3, le caoutchouc B utilisé pour le pneumatique illustratif 1, et le caoutchouc C utilisé dans le pneumatique illustratif 3, dans les couches respectives de revêtement. En outre, quatre types de pneumatiques d'essais du type 195/60R14 pour véhicules de passagers ont été préparés, un pneumatique sans couche formant bande de revêtement, correspondant au pneumatique témoin 7, et les trois types de pneumatiques ayant des couches formant bandes de revêtement constituées des caoutchoucs A, B et C comme décrit précédemment et constituant un pneumatique témoin 8 et des pneumatiques illustratifs 7 et 8 respectivement. Les pneumatiques de tous les types ont été montés sur un véhicule de passagers de 1500 cm3 et ont été éprouvés pour la détermination du bruit sur route et du confort de conduite lors d'une conduite sur route asphaltée. Les résultats de l'essai figurent sur le tableau 2 sur lequel les résultats obtenus dans chaque essai sont représentés par un indice correspondant à l'hypothèse selon laquelle le pneumatique témoin 7 a un indice égal à 100. D'après les résultats des essais concernant à la fois les pneumatiques pour motocyclettes et pour véhicules de passagers, il apparaît que les pneumatiques selon l'invention ont de bonnes performances pour diverses caractéristiques telles que le bruit sur route, le confort de conduite, la manoeuvrabilité, l'accrochage à la route, l'absorption des chocs et analogues. Comme décrit précédemment, dans le pneumatique selon l'invention, les parties de renfort intermédiaire sont renforcées par les couches formant de bandes de revêtement constituées d'un matériau polymère ayant de bonnes perfor mances d'absorption des chocs. Ainsi, la résistance mécanique du pneumatique est accrue, et la manoeuvrabilité est augmentée, avec conservation des performances de roulement à plat. De plus, l'énergie des vibrations peut être amortie et absorbée dans une large bande allant des fréquences élevées aux faibles fréquences, si bien que le pneumatique selon l'invention présente des performances d'amortissement, des performances d'accrochage au sol, un confort de conduite, une réduction du bruit sur route, etc. considérablement améliorées. TABLEAU 1 Pneumatique Pneumatique témoin 1 2 3 4 5 6 TANGENTE A L'ANGLE DE PERTE tgô max 0,57 0,68 0,60 0,61 0,49 température ( C) -15 -49 10 -53 -40 tgô min (50) 0,25 0,14 0,22 0,11 0,19 température ( C) 50 50 50 50 50 tgô max - tgô min (50) 0,32 0,54 0,38 0,50 0,3 tgôd min (30) 0,31 0,14 0,45 0,15 0,23 température ( C) 30 30 30 30 30 Elasticité au rebond (cm) 57 68 58 75 60 FORMULE Caoutchouc (PHR) SBR 50 SBR 80 SBR 100 SBR 20 OEP 70 BR 30 BR 20 BR 50 OE-BR 30 NR 20 NR 30 Noir de carbone 60 70 65 60 62 Plastifiant 15 20 20 15 15 Accélérateur de vulcanisation 1 1 1 1 1 Soufre 1,5 1,5 2,0 1,5 2,0 RESULTATS DES ESSAIS Accrochage 100 95 95 95 90 95 Accélération 100 90 95 95 95 90 Manoeuvrabilité 100 95 95 95 90 95 Amortissement 100 95 95 95 95 95 Bruit sur route 100 100 100 100 100 100 Confort de conduite 100 95 95 95 95 95 Pneumatique Pneumatique illustratif 1 2 3 4 5 6 TANGENTE A L'ANGLE DE PERTE tgô max 0,49 0,42 1,10 0,7 1,20 0,75 température ( C) -30 -40 -5 10 -30 -55 tgô min (50) 0,25 0,25 0,65 0,3 1,05 0,55 température ( C) 20 30 -10 50 10 50 tgô max - tgôd min (50) 0,24 0,17 0,45 0,4 0,15 0,2 tgô min (30) 0,25 0,26 0,65 0,57 1,05 0,55 température ( C) 20 30 -10 -10 10 30 Elasticité au rebond (cm) 15 13 3 4 12 2 FORMULS Caoutchouc (PHR) SBR 30 SBR 30 SBR 30 SBR 50 SBR*2 25 SBR 30 c1-11R 70 c1-11R 50 NSX*1 70 NSX*1 50 SBR*3 75 C1-11R 50 BROEF 20 OEP 20 Noir de carbone 42 40 50 50 60 50 Plastifiant 20 20 35 15 20 18 Accélérateur de vulcanisation 2 1,5 3 2 1 2 Soufre 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 RESULTATS DES ESSAIS Accrochage 130 130 120 125 130 130 Accélération 120 125 120 120 120 125 Manoeuvrabilité 120 120 120 120 120 120 Amortissement 120 125 130 130 120 125 Bruit sur route 110 115 120 120 115 120 Confort de conduite 110 110 120 120 115 120 *1 NIHON ZEON : "NOUSOREKKUSU" *2 ASAHI KASEI : "ASAPUREN" 6500 *3 HIHON ZEON : "NIPPOURU" 9521 TABLEAU 2 Pneumatique Témoin 7 Témoin 8 Exemple 7 Exemple 8 couche formant non caout- caout- caoutbande de revêtement chouc A chouc B chouc C RESULTATS DES ESSAIS bruit sur route 100 100 110 120 confort de conduite 100 95 110 120 REVENDICATIONS 1. Pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (2) formant bande de roulement, deux parties de renfort intermédiaire (3) disposées radialement vers l'intérieur chacune à partir d'un bord axialement externe de la partie formant bande de roulement, deux parties de flanc (5) dépassant radialement vers l'intérieur à partir du bord radialement interne de chaque partie de renfort intermédiaire, deux parties de talon (6) disposées aux bords radialement internes des parties de flanc, deux tringles annulaires (7) disposées chacune dans une partie de talon, une carcasse (9) disposée entre les parties de talon, dans les parties des flancs, les parties de renfort intermédiaire et la partie formant bande de roulement, et repliée dans les parties de bord autour des tringles, et une couche (11) formant bande de revêtement, formée d'un matériau polymère, et placée à l'intérieur de la carcasse dans chacune des parties de renfort intermédiaire, la couche (11) formant bande de revêtement étant disposée de façon continue dans la direction circonférentielle du pneumatique et ayant, en coupe, une configuration pratiquement en segment de cercle, la tangente à l'angle de perte du matériau polymère satisfaisant aux relations suivantes la valeur minimale, dans la plage de températures comprise entre - 10 et + 50 "C, n'est pas inférieure à 0,2, et la différence entre cette valeur minimale et la valeur maximale, dans une plage de températures comprise entre - 100 et + 100 "C, ne dépasse pas 0,3. 2. Pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (2) formant bande de roulement, deux parties de renfort intermédiaire (3) disposées radialement vers l'intérieur chacune à partir d'un bord axialement externe de la partie formant bande de roulement, deux parties de flanc (5) dépassant radialement vers l'intérieur à partir du bord radialement interne de chaque partie de renfort intermédiaire, deux parties de talon (6) disposées aux bords radialement internes des parties de flanc, deux tringles annulaires (7) disposées chacune dans une partie de talon, une carcasse (9) disposée entre les parties de talon, dans les parties des flancs, les parties de renfort intermédiaire et la partie formant bande de roulement, et repliée dans les parties de bord autour des tringles, et une couche (11) formant bande de revêtement, formée d'un matériau polymère, et placée à l'intérieur de la carcasse dans chacune des parties de renfort intermédiaire, la couche (11) formant bande de revêtement étant disposée de façon continue dans la direction circonférentielle du pneumatique et ayant, en coupe, une configuration pratiquement en segment de cercle, la valeur minimale de la tangente à l'angle de perte du matériau polymère, dans la plage de températures comprise entre - 10 et + 30 "C, n'étant pas inférieure à 0,5. 3. Pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (2) formant bande de roulement, deux parties de renfort intermédiaire (3) disposées radialement vers l'intérieur chacune à partir d'un bord axialement externe de la partie formant bande - de roulement, deux parties de flanc (5) dépassant radialement vers l'intérieur partir du bord radialement interne de chaque partie de renfort intermédiaire, deux parties de talon (6) disposées aux bords radialement internes des parties de flanc, deux tringles annulaires (7) disposées chacune dans une partie de talon, une carcasse (9) disposée entre les parties de talon, dans les parties des flancs, les parties de renfort intermédiaire et la partie formant bande de roulement, et repliée dans les parties de bord autour des tringles, et une couche (11) formant bande de revêtement, formée d'un matériau polymère, et placée à l'intérieur de la carcasse dans chacune des parties de renfort intermédiaire, la couche (11) formant bande de revêtement étant disposée de façon continue dans la direction circonférentielle du pneumatique et ayant, en coupe, une configuration pratiquement en segment de cercle, la tangente à l'angle des pertes du matériau polymère satisfaisant aux relations suivantes la valeur minimale, dans la plage de températures comprise entre - 10 et + 50 "C, n'est pas inférieure à 0,2, la différence entre cette valeur minimale et la valeur maximale dans une plage de températures comprise entre - 100 et + 100 0C, n'est pas supérieure à 0,3, et la valeur minimale, dans la plage de températures comprise entre - 10 et + 30 ec, n'est pas inférieure à 0,5.