Brevet FR2658126A1 — publié le 19910816

La présente invention concerne les talons de pneumatique. Un pneumatique typique comprend deux talons, servant à fixer le pneumatique sur une jante, et une carcasse s'étendant entre ces deux talons. Les talons comportent des tringles en fil métallique en forme d'anneau qui sont pratiquement inextensibles et la carcasse est en général repliée autour de ces tringles de façon que ces dernières résistent à la pression intérieure de gonflage du plleumatique. On connaît divers types d ' ensembles formant tringle de talon, par exemple des tringles uniques en fil métallique d'un grand diamètre, des tringles en fils métalliques tressés, des configurations juxtaposées formées d'un fil métallique à brin unique et un certain nombre d'enrubannages formés de nappes planes de fils métalliques. Les configurations juxtaposées formées d'un fil métallique à brin unique sont en général obtenues en prenant un fil d'acier à brin unique, du diamètre approprié, et en enroulant ce fil métallique autour d'un gabarit annulaire, de façon à placer, sur ce gabarit, un nombre déterminé à l'avance de spires en hélice serrées entre elles en faisceau, de façon à constituer un ensemble formant tringle pour talon, offrant la section voulue.Le fil d'acier peut être enrobé au préalable d'un mélange de caoutchouc si on le désire. La section de l'ensemble formant tringle de talon peut être hexagonale, rectangulaire, circulaire, etc.. Le procédé perrnettant de réaliser des ensembles formant tringle de talon tels que décrits ci-dessus est un procédé de fabrication de tringles de talon dont le coût est relativement faible. Dans un pneumatique typique pour camion de la technique antérieure (295/75R22.5), un ensernble formant tringle de talon à section hexagonale est constitué d'un câble d'acier à brin unique à section circulaire, d'un diamètre de 1,27 min (U,U5U pouce) qui est enroulé autour du gabarit environ 75 fois pour conférer au talon la résistance mécanique voulue. Ce type d'ensemble formant tringle de talon comporte des inconvénients résidant dans le fait que, lorsque le fil d'acier est étiré jusqu'au diamètre voulu, un traitement intermédiaire de patentage doit être appliqué à ce fil d'acier. C'est pourquoi l'invention a pour objet un ensemble formant tringle de talon, pour pneumatique pour camion, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs spires, serrées entre elles en faisceau, d'un brin formé d'un fil d'acier continu, à section transversale circulaire et d'un diamètre d'au moins 1,65 mm, le fil étant étiré jusqu'à ce diamètre sans patentage intermédiaire à l'étirage et possédant une résistance mécanique d'au moins 1 YU0 MPa. L'invention a aussi pour objet un pneumatique pour camion à pneumatiques à carcasse radiale, caractérisé en ce qu'il comprend deux talons, espacés dans le sens de l'axe, et une carcasse s'étendant entre ces talons, chacun de ceux-ci comportant un ensemble formant tringle de talon tel que décrit ci-dessus. L'invention a encore pour objet un procédé de réalisation d'un ensemble forrnant tringle de talon de pneumatique, caractérisé en ce qu'on étire un fil d'acier à résistance élevée jusqu'à un diamètre de brin de 1,65 mm, puis on l'utilise pour enrouler l'ensemble formant tringle de talon, par enroulement de ce fil autour d'un gabarit annulaire prévu pour un ensemble formant tringle de talon de la section transversale voulue, cette tringle de talon possédant une résistance mécanique d'au moins 1 900 MPa et étant enroulée directement autour du gabarit sans patentage entre les opérations d'étirage et d'enroulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coul,o dhlnn moitié d'un plloulllatique, la figure 2 est une coupe d'un ensemble formant tringle de talon, de forme hexagonale, de la technique antérieure et la figure 3 est une coupe d'un ensemble formant tringle de talon conforme à la présente invention. La figure 1 représente une vue en coupe d'un pneumatique pour camion à carcasse radiale 10, modèle 295/75R22.5, qui est symétrique par rapport au plan diamétral central M-M de ce pneumatique. Ce plan diamétral central M-M est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique et disposé à mi-distance entre les talons du pneumatique. Le pneumatique comporte une carcasse radiale 11 qui s'étend d'un talon 12 à l'autre talon 12 de façon à renforcer les flancs 13 et la zone 14 de la bande de roulement du pneumatique. L'expression "carcasse radiale" signifie une carcasse dans laquelle les câbles de renforcement font un angle d'environ 100 avec un plan contenant l'axe de rotation du pneumatique.La zone 14 de la bande de roulement du pneumatique comprend une chape 15 comportant un renforcement 16, formé d'une nappe s'étendant circonférentiellement, qui entoure la carcasse 11 et est situé au-dessous de la chape 15. Le talon 12 est représenté comme comportant un ensemble formant tringle de talon 23 qui possède une section hexagonale permettant le montage sur une jante du type jante creuse pour pneumatique sans chambre à air (DCT en anglais). Chaque ensemble formant tringle de talon 23 présente un bourrage à section triangulaire 18 sur son côté radialement extérieur. Les termes "rayon" et "radial" concernent les distances par rapport è l'axe de rotation du pneumatique, à moins que ce ne soit autrement précisé. Le bour rage 18 est réalisé en un mélange de caoutchouc relativement souple ainsi que cela est bien connu dans le commerce. La carcasse 14 passe autour de chaque ensemble formant tringle de talon 23 du côté axialement intérieur au côté axialement extérieur et comporte un enrubannage de carcasse 20 correspondant qui est disposé en une position contiguë à la face axialement extérieure du bourrage 18. Si on se reporte à la figure 2, il y est représenté un ensemble formant tringle de talon 112, appartenant à la technique antérieure, qui peut être inséré dans le talon 12 du pneumatique représenté à la figure 1. Cet ensemble formant tringle de talon 112 comprend quelques 75 spires d'un fil d'acier 113 à brin unique continu d'un diamètre de 1,27 mm (0,05 pouce) qui est étiré jusqu'à ce diamètre avec un traitement de patentage. Le fil 113 a une résistance à la traction d'approximativement 2 2UO MPa et une limite d'élasticité de 1 850 MPa environ. Ce fil 113 est enrobé dans un mélange de caoutctiouc avant l'e'iroulemei't de l'ensemble formant tringle de talon.Ce fil 113 est enroulé autour d'un gabarit annulaire de façon à donner la forme du talon prévu. 1'etisemble formant tringle de talon 112 est un hexagone irrégulier, incliné sous un angle de 15 et destiné à venir au contact d'une surface de même inclinaison prévue sur une jante de type DCT. Un talon typique a une largeur W1 de 20,6 mm (0,81 pouce) et une épaisseur T1 de 8,12 mm (0, 32 pouce). Si on se reporte maintenant à la figure 3, il y est représenté un ensemble formant tringle de talon 212, conforme à l'invention, qui peut être inséré dans le talon 12 du pneumatique représenté à la figure 1. Cet ensemble formant tringle de talon 212 comprend entre 33 et 45 spires, et de préférence quelques 36 spires, d'un brin de fil d'acier continu 213. Ce fil 213 a une résistance à la traction d'au moins 1 900 MPa et de préférence supérieure à 2 100 MPa. Ce fil 213 a un diamètre d'au moins 1,65 mm, et de préférence un diamètre de 1,85 mm, et il est étiré jusqu a cette dimension sans aucun traitement de patentage. Un peut ainsi voir que les propriétés du fil 213 qui n'a pas été recuit ne sont que légèrement inférieures aux propriétés physiques du fil 113 présent dans l'ensemble formant tringle de talon 112 de la technique antérieure. Ce fil peut être enrobé d'élastomère avant l'enroulement. La forme d'ensemble, la largeur W2 et l'épaisseur T2 de l'ensemble formant tringle de talon 212 sont analogues à celles de l'autre ensemble formant tringle de talon 112. La largeur W2 est de 20,8 mm (0,82 pouce) et l'épais- seur T2 est de 7,9 mm (0,31 pouce). Les propriétés des deux ensembles formant tringle de talon sont comparées, ainsi que cela est présenté au tableau I ci-dessous TABLEAU I Type de Ó de Poids Poids Poids Résistance Késistance talon résistance de d'en- total à l'écla- bulldozer théorique tringle robage tement Talon 95 1,33 ky U,ü63 kg 1,393kg 29,7 bars 285 kN technique (2,93 (0,14 (3,07 (430 psi) antérieure livres) livre) livres) figure 2 Talon 92 1,32 kg 0,041 kg 1,3ut kg* 29,3 bars 28 kN de la (2,93 (0,09 (3,U1 (425 psi) figure 3 livres) livre) livres) psi = livre par pouce carré * Noter que les mesures initiales étaient en livres et que toute divergence est due au fait que l'on a pris des facteurs de conversion à la décimale la plus proche "Résistance théorique" est la résistance calculée de l'ensemble formant tringle de talon "Résistance à l'éclatement" est la pression hydraulique à laquelle un pneumatique comportant les talons considérés éclate lorsqu'on le gonfle "Hésistance bulldozer" est la charge à laquelle l'ensemble formant tringle de talon n'éclate que lorsqu'on le dilate radialement. Des résultats portant sur un certain nombre de pneumatiques d'essai ont été des résultats analogues dans lesquels les pneumatiques étaient soumis à des essais de résistance à l'éclatement et de durée de vie des talons. La durée de vie des talons est testée sur un volant lisse de 120 pouces (330 cm) à vitesse constante, jusqu'à rupture, sous une charge croissante et à l'état gonflé. Chaque pneumatique a été examiné après chaque période d'essai afin de déterminer s'il existait une rupture due à une séparation des bords de carcasse, ainsi que cela est présenté au tableau 2. On a choisi une valeur 100 pour le pneumatique de la technique antérieure de la figure 2. TABLEAU 2 Type de Résistance à Durée de vie des pneumatique l'éclatement talons Tel que représenté à 30,1 bars 100 la figure 2 (437 psi) Tel que représenté à 28,9 bars 97 la figure 3 (419 psi) psi = livres par pouce carré Les résultats portant sur le pneumatique d'essai comportant le talon conforme à l'invention (tel que représenté à la figure 3) montrent qu'il existe, dans les propriétés requises du pneumatique et par comparaison avec le pneumatique de la technique antérieure (figure 2), une diminution qui est faible par rapport aux avantages obtenus. Comme avantages du nouvel ensemble formant tringle de talon, on peut citer les suivants 1. Il est plus rapide à réaliser, étant donné qu'il existe moins de spires de fil, de sorte qu'il est moins coûteux à réaliser en prenant le temps comme paramètre. 2. Par ailleurs, du fait du nombre plus faible de spires et du diamètre plus important du fil, il existe moins de risque que la tringle de talon quitte sa place dans l'ensemble au cours de l'enroulement ou de la vulcanisation du pneumatique et cela accroît donc l'uniformité des pneumatiques fabriqués. 3. Il pèse moins étant donné que la quantité d'enrobage d'élas tomère présente à l'intérieur du talon a une masse plus faible. Ceci signifie que l'ensemble formant tringle de talon est plus économique à réaliser et qu'en outre, le pneumatique devient plus efficace sur le plan consommation, en se basant sur le nombre de kilomètres par litre de carburant utilisé par le véhicule, étant donné que le pneumatique a un moment d'inertie plus faible. 4. L'opération de patentage est éliminée dans le procédé d'étirage du fil, ce qui entraîne à nouveau un gain sur le coût de fabrication. 5. Le faisceau, ou juxtaposition, formant la tringle de talon a une rigidité plus élevée que pour la technique antérieure, ce qui favorise à nouveau un accroissement de l'uniformité des pneumatiques. Le gain sur les coûts pour un pneumatique présentant une structure de talon telle que représentée à la figure 3, par comparaison avec un pneumatique possédant une structure de talon telle que représentée à la figure 2, est notable. Tous ces gains sont obtenus sans perte notable des propriétés de l'ensemble formant tringle de talon et de la durée de vie du pneumatique. REVENDI(:ATIONS 1. Ensemble formant tringle de talon (23), pour pneumatique de camion, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs spires, serrées entre elles en faisceau, d'un brin formé d'un fil d'acier continu (213), à section transversale circulaire et d'un diamètre d'au moins 1,65 mm, le fil étant étiré jusqu'à ce diamètre sans patentage intermédiaire à l'étirage et possédant une résistance mécanique d'au moins 1 9UO MPa. 2. Ensemble formant tringle de talon suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une section transversale hexagonale et comprend entre 35 et 45 spires de fil. 3. Ensemble formant tringle de talon suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte 36 spires de fil, formées d'un brin d'acier, ayant un diamètre sensiblement égal à 1,83 mm (0,072 pouce). 4. Ensemble pour tringle de talon suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le fil est enrobé dans un mélange d'élastomère avant enroulement de la tringle de talon. 5. Ensemble formant tringle de talon suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsqu'il est prévu pour un pneumatique devant être monté sur une jante creuse, l'ensemble enroulé est incliné sous un angle de 150. 6. Pneumatique pour camion à pneumatiques à carcasse radiale, caractérisé en ce qu'il comprend deux talons (12), espacés dans le sens de l'axe, et une carcasse (16) s'étendant entre ces talons, chacun de ceux-ci comportant, disposé dans ce talon, un ensemble formant tringle de talon (23) comprenant plusieurs spires, serrées entre elles, d'un brin formé d'un fil d'acier continu (213), à section transversale circulaire et d'un diamètre d'au moins 1,65 mm, le fil étant étiré jusqu'à ce diamètre sans patentage intermédiaire à l'étirage et possédant une résistance mécanique d'au moins 1 900 MPa. 7. Pneumatique pour camion à pneumatiques à carcasse radiale suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il possède une résistance à l'éclatement de 30 bars environ. 8. Pneumatique pour camion à pneumatiques à carcasse radiale suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble formant tringle de talon comporte environ 36 spires de fil ayant un diamètre de 1,85 mm et serrées entre elles suivant une configuration hexagonale étroitement serrée de façon à constituer un ensemble formant tringle de talon à section hexagonale. 9. Procédé de réalisation d'un ensemble formant tringle de talon de pneumatique, caractérisé en ce qu'on étire un fil d'acier à résistance élevée jusqu'à un diamètre de brin de 1,65 mm ou plus, puis on l'utilise pour enrouler un ensemble formant tringle de talon (23), par enroulement de ce fil suivait plusieurs spires autour d'un gabarit annulaire de façon à former un ensemble formant tringle de talon de la section transversale voulue, cette tringle de talon possédant une résistance mécanique d'au moins 1 900 MPa et étant enroulée directement autour du gabarit sans patentage entre les opérations d'étirage et d'enroulement. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on enrobe le fil étiré d'un mélange d'élastomère avant d'enrouler l'ensemble formant tringle pour talon (23).