Brevet FR2638398A1 — publié le 19900504

@neumatique de roue à triangulation de maintien la présente invention se rapporte aux problèmes, de gémométrie et de structure des pneumatiques de roues, et aux solutions qui tendent à lutter contre les phénomènes parasites de dé- formation de l'enveloppe dûs à sa faible rigidité. l,a nouveauté propose consiste en une triangulation de maintien tendue entre la bande de roulement et la Jante. Pour lutter contre l'absence de rigidité (principalement axiale des pneumatiques de roues qui,par ailleurs,est trés appréciée,sur le plan radial,pour le confort de suspension qu'elle procure, il est développe une géométrie particulière des pneumatiques de roues.Cette modification de la géométrie consiste à réduire la hauteur des flancs afin de diminuer l'amplitude de leurs mouvements et,avec,celui de la bande de roulement dans ses mouvement de dérive.Le dessin en coupe dtun pneumatique, quel que soit son rapport dimentionnel,laisse apparatre,par la forme de l'enveloppe,une disposition au déplacement latnral de la bande de roulement.Elle roule sur les flancs.n se déplaçant latéralement,la bande de roulement provoque dtabord,une tréslégère modification du volume d'air qu t elle contient. Un déplacement latéral plus important tend les flancs courbés, l'air se comprime plus fortement et fait rappel.Ces degrés de réaction aux mouvements lateraux sont plus favorables aux tailles basse d'où leur développement. Le rappel de drive obtenu n'est pas directement structurel,il est raalisé par la pression de l'air sur la géométrie d'en semble. l'invention prnposée introduit un élément nouveau de reaction la ddrive.Cet élément est constitué d'un élément structurel dans la construction d'un pneumatique et a une action nouselle de maintien,directement sur l'enveloppe,dans ses mouvement de dérive larérale. De même,il gène les mouvements d'enroulement (dérive longitudinale) de la bande de roulement à l'ac cdlération et au freinage.Il réalise "un troisième flang" qui peut être à trame diagonale, croisée, plus à mme de limiter les mouvements parasites énoncés.Cet élément de triangulation du preumatique,ancré d'une part à la jante et fixé solidement à l'enveloppe ou faisant partie intégrante d'elle-. même, réalise des tensions nouvelles de l'enveloppe rigidifiée par la pression de gonflement.Ainsi,ce voile de maintien peut réaliser, la mise en forme du pneumatique sous la pression de l'air convenant à son utilisationeune tension de maintien légère ou une vdritable précontrainte immobilisant la bande de roulement dans ses deux mouvements de dérive latérale.Pour ee faire le voile est,d'une part,dimentionné pour réaliser une tension entre ses deux lignes de fixation et,d'autre part, positionné ajudicieusement sur le bord de la bande de roule ment plus ou moins haut sur l'amorce du flanc, en fonction de la taille choisie, au bord de la partie renforcée de la ceinture.Plus la taille du pneumatique est basse plus la fixa tion de la triangulation se fera pros de la bande dernoule- ment afin de maintenir une tension constante et un déplacement sans dérive de la bande de roulement à l'écrasement. Le seuil de la disparition progressive du maintien de la dérive, au dé- battement vertical de la bande de roulement varie,aussi,selon la taille choisie.Il autorise un écrasement plus important pour les tailles hautes.Cette particularité va dans le bon sens et autorise un meilleur confort avec une plus grande sécurité.Ce seuil de dépassement,variable suivant la géomé- trie d'ensemble,peut apparattre au-delb des contraintes continues habituellement rencontrées, au franchissement d'un obstacle dans une courbe avec un ddport de charge important. Le maintien de la bande de roulement, dans son mouvement de dérive, disparalt progressivement,en un point, partir du centre de la partie fortement écrasée. L'accentuation de l'écra- sement provoquez partir de point et de part et d'autre,une ligne agressive de relachement de la tension de maintien correspondant à la ligne de liaison du voile de triangulation. Cette ligne de relàchement de la triangulation est toujours inférieure à la longueur de la surface de contact du avec le sol. La bande de roulement reste maintenue sur tout le reste de la périphérie t autorise la dérive de la partie en appui que par une déformation, de celle-ci,qui met toute la raideur de sa structure,sur une petite longueur*en opposition aux forces de dérive.Si l'adhérence du pneumatique sur le sol et l'appui en dérive sont tres importants,il apparat alors une déformation en ligne sur tout le bord de la bande de roulement.Cette tension de la triangulation provoque alors un retournement intérieur d'une partie de l'enveloppe,fortement contré par la pression de l'air qui se trouve comprimé et par la rigidité donne à ltéraulement de la bande de roulement par les renforts de ceinture.Ces déformations extrêmes peuvent se situer au-delà des capacités d'adhérence du pneumatique.C'est cette adhérence qui définira les limite; ou l'amorce d'une telle déformation en fonction des La description taille qui suit reprend et pr8cise certains points de construction et met en évidence certaines particularités.Ce nouveau pneumatique de roue est constitué d'une bande de roulement, de deux flancs à talons renforcés réalisés pour s'ajuster sur les bordures intérieures ou extérieures d'une Jante selon une des deux techniques connues ou futures. tl se particularise par un élément de triangulation constitué d'une trame de fils ou d'un matériau composite souple en forme de cône tronqué. Ce cône, ancré à une bordure de la jante (dans son diamètre le plus petit) se trouve solidaire du pneumatique (dans son diamètre le plus grand) au niveau de la bande de roulement, ou, du flanc opposé à celui de l'ancrage. Cet élément de triangulation forme,evec la bande de roulement et le plan général périphérique de la jante, un Z (en coupe axiale) et réalise un troisième ancrage de maintien de la bande de roulement avec la jante dans une disposition oblique autorisant les mouvements de déformations de la bande e roulement dans un plan redial tout en permettant d'en contrôler la dérive latérale et les phénomènes de torsions parasites. Cette triangulation de maintien constitue un élément qui peut être rapporté au @neumatique ou intégré à sa structure au wobert de sa fabrication.Pour cela,ce troisième flanc d'arri- mage constitun d'urne trame de fils croisés ou radiants, rabat- tii contre le flanc voisin, peut être séparé après la mise en forure de l'enveloppe. Dans une version rapporté A l'enveloppe, la triangulation de maintien se caractérise par le. fait que son raccordement, jonction de la bande et du flanc, peut se faire par collage de son extrémité par un profil en L ou en T. Cette triangulation,rapportde ou intégrée,peut être de structure radiante ou croise et se caractériser par le fait que, par sa disposition et sa taille,elle réalise par @le gonflement du pneumatique une pré-tension au mouvement de dérive ou "précontrainte de dérive". La structure de la triangulation peut former un voile discontinu ou une suite d'éléments de tension, des fils par exemple, formant une triangulation de maintien avec un talon d'ancrage extérieur sur une bordure ouverte de la jante de roue d'un pneumatique à ancragesde talons de flancs intérieurs (brevets n 8100073 et 7923101). L'ancrage de 3a triangulation de maintien, sur une jante d'un pneumatique à talons de flancs positionnés sur les bordures extérieures, peut être fait à l'intérieur d'une gorge disposée sur l'extérieur du cerceau de la jante et ferme par un ment mobile de retenue axiale.Une particularité peut être donnée à l'enveloppe rneumatique,au niveau de son raccordement avec la triangulation,par un renforcement 1 structurel "particulier" de la bande de roulement au niveau de son débordement sur le flanc,afin de raidir partiellement l'enveloppe et mieux contrôler la déformation obtenue par une drive forcée. Fa triangulation de l'épaulement du pneumatique peut comprendre un maintien par deux ou plusieurs endroits (au niveau du flanc et de la où bande de roulement) par und division du voile ou plusieurs voiles e triangulation afin de disposer de plusieurs lignes de tension de raccordement sur l'enveloppe souple.Ce pneumatique de roue,à triangulation de maintien,peut comprendre,-our des besoins particuliers,deux triangulations opposes par le sommet et solidaires des deux bordures de la bande de roulement ou, encore, des triangulations eroisées A la description des dessions il apparait des caractéristiques et avartages mis déjà en évidence eans la description,ainsi que 'autres particularités, qui laissent entrevoir des développements et applications qu'il convient de ne pas limiter au texte qui precede et qui suit. La figure n 1 représente une coupe d'un pneumatique de roue à dérive précontrainte avec des déformations radiales. la figure n 2 représente une vue perspective de la triangulation. Ta figure n 3 représente un mode de réalisation de l'ancrage de lS triangulation sur une Jante à talons de flancs intéi: rieurs. La figure n 4 représente un mode de réalisation de l'ancrage de la triangulation sur une Jante à talons de flancs extérieurs. Ta figure no 5 représente un mode de réalisation de ancrage d'une double triangulation. l.a figure n 6 représente un mode de réalisation de la fixation de la triangulation au sein de la structure de la cein-ture. La figure n 7 représente un mode de réalisation de la fixation de la triangulation en superposition sur le flanc. ta figure n P représente un mode de réalisation de la fixation de la triangulation en superposition sur l'épaulement du flanc. La figure n 9 représente une vue schématique d'une fixation de la triangulation sur la carcasse par deux lignes deaten- sion. Ces mêmes figures représentent des particularités de l'invention qui apparaissent détailles dans les descriptions suivantes. la figure n0 1 est une coupe,sur un plan axial,d'un pneumatique de roue à drive précontrainte - en 1 la ceinture ou bande de roulement - en 2 la carcasse ou les flancs - en 3 l'épaulement de la bande de roulement sur le flanc - en 4 la triangulation faite, de préférence, d'un matériau non extensible (trames de fi3s oii matérieu composite -nylon et gomme- par exemple) - en 5 le point d'articulation de la triangulation au niveau de la jante - en 4 le plan circulaire de la Jante (Cerceau) - en 7 la courbe d'articulation de la triangulation autour du point 5 - en "A" la position de la bande de roulement sans déformation radiale - en "B" la bande de roulement écrasée sur ce plan - en "C" à nouveau la bande de roulement un peu plus écrasée sur cet autre plan en a' b' c' la corrélation de la position de ces trois points à la fois sur la courbe 7 et sur le flanc déformé - en c c', b b' et a a' une même distance sur l'épaulement en déformation. La figure n 2 est une vue perspective de la triangulation 4 avec un écrasement, en 9, par une poussée radiale - en P la ligne d'articulation de la triangulation 4 sur la carcasse 2 - en 10 l'axe - en 4 un plan axial tangent à la ligne d'arti culatinn P qui défini le point a' - en B un plan parallèle rdalisant l'écrasement de la ligne P,dans un mouvement du flanc,entratnant Sa déformation (ligne 9) en corrélation avec la courbe 7 de rotation de la triangulation 4 jusqu'au point b'. La figure n 3 représente un mode de rdalisation de l'ancrage de la triangulation 4 sur une Jante à talons de flancs inté- rieurs - en Il le talon tringlé de la triangulation positionné à l'extérieur de la jante 6 sur laquelle il assure, par son débordement, une protection "au coup de trottoir" et évite le pincement direct du flanc par la Jante 6 en 12 le talon tringlé,du flanc du pneumatique, positionné à l'intérieur de la Jante 6. La figure n 4 représente un mode de réalisation de l'ancrage de la triangulation sur une jante à talons de flancs extérieurs - an il le talon tringlé de la triangulation 4 posi- tionné à l'extérieur de la Jante 6 contre le talon tringlé 12 du flanc 2 les deux talons 11 et 12 sont pincés par l'élé- ment obile 21. Ta figure n S représente un mode de rdalisation de l'ancrage d'une double triangulation - en Il le talon tringlé maintenu axialement par la pièce mobile 22 elle-même immobilisée par la pousse du talon 12 pincé par la pièce 21. La figure n 6 représente un mode de r4alisation de la fixation de la triangulation au sein de la structure de la ceinture 1 - en 13 le prolongement de la structure de la triangulation !5 ai: sein de la ceinture 1 en superposition avec la nappe structurelle 14 autour de son débordement sur l'épau- lement 3. Sa figure 7 représente un mode de réalisation de la fixation de la triangulation en superposition sur l'épaulement int4- rieur du flanc - en - la bande de roulement sans effet d'écra- semant - en 9 la bande de roulement avec un écrasement radial et l'angle que prend l'épaulement 3 au niveau du plan de fixation 15 de la triangulation sur la carcasse. La figure n P représente un mode de réalisation de la fixation de la triangulation en superposition sur l'épaulement du flanc - en 16 le mouvement de la trame de fils de nylon ou d'acier,par exemple,noyée de gomme sur le plan de l'épaule- ment 3. La figure n 9 représente une vue schématique d'une fixation de la triangulation sur la carcasse par deux lignas de tension 19 et 20 - en "d" la triangulation 4 se divise en deux voiles composites ou trames de fils 17 et 18 qui font liaison avec la carcasse sur des lignes dé tension 19 et 20 - le positionnement de ces lignes (tout comme le positionnement de la ligne P sur les autres figures) est défini par la géométrie d'ensemble du pneumatique: taille - position de l'ancrage de la triangulation sur la jante - longueur des flancs - défornation de la carcasse selon sa rigidité structurelle, etc... Un mode de réalisation préféré faisant appelà des techniques connues, peut être obtenu par l'association d'éléments décrits dans les dessins. Par exemple: l'ensemble réalisé par le montage des talons 11 et 12 sur la jante 6 de la figure 3 en association avec la fixation de la triangulation 4 sur la carcasse 2 décrite dans la figure 6 par une trame structurelle introduite autour de la ceinture avant la vulcanisation.La triangulation monte ajus te ou tendue permet de réaliser,ou pas,une prétension de dérive et, sans préoccupations géométriques particulières, elle peut être disposée "obliquement" entre la jante et la bandede roulement même partir d'un enAroit quelconque de leursurface. Tes recherches, faites pour améliorer la tenue de route de véhicules de plus en plus performants,ont fait apparaltre,en plus de la modification des talles des pneumatiques,le déve- loppement de rotes directrices sur les quatre roues.Le but principal de cette orientation, malgré le fort accroissement du coût,est de combattre la ddrive des pneumatiques qui n'a pu être suffisamment neutralisée. Le durcissement des suspensions des véhicules rapides, ssocié aux faibles qualités d'absorbtion des pneus à tailles basses, a entraîné le besoin de faire varier l'amortissement {manuellement ou automatiquement) pour matntenir ou eméliorer le confort. T'application industrielle de l'invention peut,redonner aux pnaumatiques une grande capacité d'absorption des inégalités de surfaces par l'allongement das flancs - rendre inutile un contre-braquage (quatre roues directrices) pour réduire le survirage grâce à un meilleur maintien de la bande de roulement qui réduit sa dérive et son déboîtement de la Jante améliorer la résistance du pneumatique au roulement en autorisant des flancs tres souples.Ces améliorations tendent à réduire le coût global : suspension-amortissement-directionpneumatique et, de ce fait, concerne tous les véhicules roulants. REVENDICATIONS 1 - Pnumatique de roue constitué 'une bande de rou- lement, de deux flancs à talons renforcés réalisés pour s'ajus tar sur 3r bordures intérieures ou extérieures d'une Jante son une deF deux techniques connues ou futures, caractériseé par un élément de triangulation constitué d'une trame de fils ou d'une structure souple en forme de cône tronqué, ce cane ancré 2 - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon la revendication n 1, caractérisé par le fait que la triangulation peut être rapportée au pneumatique ou intégrée à la structure même de l'enveloppe au moment de sa fabrication 3 - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon la revendication n 1, caractérisé par une triangulation faite d'une structure ou trames de fils radiantes ou croisées. 4 - nneuratique de roue à triangulation de maintien, selon les revendications n t ., caractérisé par le fait que la triangulation,par sa disposition et sa taille, réalise, au gonflement du pneumatique,une prétension au mouvement de dérive une ou " précontrainte de dérive" . 5 - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon les revendications n 1 et 3, caractérisé par le fait que la structure de la triangulation peut former un voile discontinu ou une suite d'éléments de tension. 6 - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon la revendication n 1, caractérisé par une triangulation ayant un talon ancrage "extérieur" sur une bordure "ouverte" de la jante d'un pneumatique à ancrage de talons de flancs intarieurs" . 7 - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon la revendication n 1, caractérisé par un ancrage du talon de 1R triangulation à l'intérieur d'une gorge,dispos4e sur l'extérieur du cerceau de a Jante et fermée par un élé ment mobile de retenue axiale. p - Pneumatique de roue à triangulation de maintien, selon les revendications n 1 et 2, caractérisé par le fait que son raccordemnt à la jonction de la bande de roulement et flanc peut se faire au moyen d'un collage de son extrémité par un profil en "L" ou en "T". 9 - Pneumatique de roue à trtangulation de maintien, selon la revendicatinn n 1, caractérisé par le fait qutil peut comprendre deux triangulations de tension opposées par le sommet et solidaires des deux bordures de la bande de roulement. 10 - pneumatique de roue å à triangulation de maintien, caractérisé par une liaison de la triangulation,sur l'épaule- ment du pneumatique,par deux ou plusieurs endroits (au nouveau du flanc et de la bande de roulement), afin de disposer,au moins, de deux lignes de tension sur l'enveloppe souple.