Brevet FR2664207A1 — publié le 19920110

PNEUMATIQUE DE VEHICULE La présente invention concerne un pneumatique de véhicule qui est constitué pour l'essentiel d'une carcasse radiale, de talons, de flancs et d'une bande de roulement La carcasse est constituée de plu- sieurs nappes partielles Deux des nappes partielles de carcasse sont ancrées par leurs extrémités rabattues sur une tringle de talon res- pective, et elles se terminent en un point de chevauchement, étant disposées en chevauchement avec l'autre ou une des autres nappes par- tielles Les éléments de renforcement, c'est-à-dire les supports de résistance de la carcasse, s'étendent sensiblement radialement La bande de roulement est renforcée par une nappe du genre ceinture in- tercalée entre la carcasse et la bande de roulement. On connaît, par les demandes de brevets allemands DE-A 14 80 922, 14 80 921, 14 80958, 14 80 049 et 16 80 433, des pneumatiques de véhicule dont les carcasses sont constituées de nappes partielles Les éléments porteurs de résistance sont disposés au moins en partie ra- dialement dans la région des talons et dans la région des flancs, ou sous un angle d'inclinaison divergeant légèrement de cette position radiale Ces éléments de renforcement, ou d'autres éléments de renfor- cement des autres nappes partielles qui sont présents séparément d'eux, sont disposés sous un angle d'inclinaison de 17 à 45 dans la région centrale, c'est-à-dire en dessous de la bande de roulement, et ils constituent, pour la bande de roulement, un renforcement compa- rable à une nappe de ceinture Dans le cas d'un agencement à double pli, ces éléments de renforcement sont disposés de telle sorte qu'ils se croisent d'un pli à l'autre Les points de chevauchement des nappes partielles constituent des zones de renforcement supplémentaires sou- haitées De tels pneumatiques à carcasses en plusieurs parties doivent être encore améliorés en ce qui concerne les points de chevauchement. L'invention se propose d'améliorer les caractéristiques du pneu- matique en matière de stabilité, de résistance, de comportement géné- ral de la direction, de stabilité directionnelle, ainsi qu'en ce qui concerne l'uniformité de construction et l'émission de bruit, ces amé- liorations devant être obtenues avec une structure de carcasse écono- mique. La présente invention a donc pour but, d'une part d'agir à des- sein sur l'allure de contrainte de la carcasse, et par suite du pneu- matique, au moyen d'une configuration et d'une disposition particu- lières des nappe partielles de carcasse en des endroits donnés mais pouvant cependant être choisis, afin d'obtenir les améliorations pré- citées des caractéristiques du pneumatique; d'autre part, le point de chevauchement doit, en tant que masse perturbatrice sciemment incorporée, agir positivement sur l'uniformité du pneumatique, et il faut améliorer l'émission de bruit en agissant sur les harmoniques de vi- bration de la carcasse qui joue le rôle de caisse de résonance. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'au moins une nappe partielle de carcasse parmi au moins deux nappes partielles de carcasse prévues est présente avec une direction d'orientation dif- férente des éléments porteurs de résistance, au moins une direction d'orientation s'étendant radialement et au moins une autre s'écartant de plusieurs degrés d'orientation de la diagonale, et qu'au moins un point de chevauchement des nappes partielles de carcasse se trouve dans la région comprise entre le flanc médian et les épaulements de la bande de roulement, dans une zone à rigidité échelonnée. De plus, on peut utiliser pour les nappes partielles de car- casse, notamment pour leurs éléments porteurs de résistance, des com- binaisons de matériaux identiques ou différents, de constructions identiques ou différentes des câblés, de densités de tassement iden- tiques ou différentes et d'angles d'orientation identiques ou diffé- rents pour les éléments des nappes partielles qui s'étendent diagona- lement. Grâce à cette configuration et à cette disposition des nappes partielles de la carcasse, on peut agir finement sur l'allure de contrainte sur la longueur de section de la carcasse, depuis la posi- tion radiale jusqu'à la position diagonale ou vice-versa, l'un et/ou l'autre point de chevauchement exerçant une influence symétrique ou asymétrique Le point de chevauchement constitue certes une zone de rigidité supérieure, mais on peut ajuster finement cette zone par le choix du matériau, de l'angle d'orientation, de la configuration et de la disposition des câblés On peut ainsi modifier à dessein tant les fluctuations de force que les harmoniques de vibration. Comme matériaux pour les éléments porteurs de résistance à par- tir desquels sont formées les nappes partielles de la carcasse, on dispose de la rayonne, du polyamide, du polyester et du polyamide aro- matique, dans des constructions de câblés ou de fils données, mais pouvant être choisies à volonté; on peut encore faire appel à de la toile métallique ou des fils d'acier On peut agir sur les résistances par la construction des câblés, et sur les nappes partielles par le nombre de câblés dans la densité de tassement De plus, les matériaux d'enrobage pour les éléments porteurs de résistance doivent être choi- sis parmi les élastomères ayant fait leur preuve, tels que le caout- chouc naturel, les copolymères de styrène-butadiène, le polybutadiène et autres, ou des mélanges de ces élastomères. Le chevauchement constitue un endroit à rigidité échelonnée dans la région comprise entre le flanc et l'épaulement du pneumatique, et il peut être constitué de nappes partielles de carcasse à un ou plu- sieurs plis Ces points de chevauchement constituent des masses per- turbatrices, qui agissent sur les fluctuations de force mesurables du pneumatique terminé Par une disposition et un nombre donnés, mais pouvant être choisis, des nappes partielles de carcasse qui peuvent être présentes depuis le talon jusqu'à l'épaulement et dans la région médiane du pneumatique, les résistances et les stabilités peuvent être établies telles qu'elles sont nécessaires en vue des caractéristiques souhaitées pour le pneumatique, et notamment en vue de l'uniformité du pneumatique Le cas échéant, selon le matériau des nappes partielles, on peut faire appel à des plis simples ou doubles, ou multiples. Les extrémités des nappes partielles de carcasse se chevauchent mutuellement, et elles peuvent en outre être chevauchées par les bords de la ceinture Par le type de matériau utilisé pour les nappes par- tielles de carcasse, par la manière dont ces matériaux sont utilisés et par les dispositions et dimensions au point de chevauchement, on peut agir à dessein sur les fluctuations de force du pneumatique ter- miné Le comportement de vibration de la carcasse, qui constitue une caisse de résonance, peut être réglé et adapté par tronçons plus ou moins fidèlement aux plages de fréquence souhaitées, afin d'obtenir une uniformité élevée du corps du pneumatique et une faible émission de bruit On peut agir à dessein, non seulement sur ces caractéris- tiques, mais aussi sur la suspension élastique et l'amortissement ainsi que la déformation du corps du pneumatique de véhicule La sta- bilité améliorée dans les régions du pneumatique qui sont différemment configurées par les points de chevauchement, contribue à réduire la fatigue du matériau. Une mesure supplémentaire consiste à configurer la carcasse de manière symétrique ou asymétrique à partir de plusieurs nappes par- tielles Les éléments porteurs de résistance sont disposés radialement ou légèrement croisés aux points de chevauchement des nappes par- tielles, et constituent ainsi des paliers de rigidité supplémentaires. Ils doivent être réglés le plus finement possible en vue d'harmoniser l'uniformité Une carcasse, configurée de manière asymétrique par le fait qu'un seul ou au moins un point de chevauchement est constitué d'au moins deux nappes partielles de carcasse, peut être constituée d'une carcasse partielle plus courte et d'une carcasse partielle plus longue, par exemple à un pli Une rigidité accrue souhaitée peut être obtenue par des plis doubles de longueur et de largeur suffisantes constituant le chevauchement Une carcasse réalisée asymétrique peut être avantageusement combinée avec une bande de roulement présentant une sculpture asymétrique La sollicitation accrue de tels pneuma- tiques de véhicules, notamment dans la zone réalisée asymétrique, est avantageusement renforcée par le point de chevauchement des nappes partielles de carcasse. L'utilisation généralisée de matériaux différents se répercute en outre par des économies lors de la fabrication de la carcasse On peut combiner des nappes partielles à double pli, de fabrication éco- nomique, avec des nappes partielles à un pli à haute résistance, plus coûteuses. L'exposé qui suit décrit l'invention à l'aide d'exemples de réa- lisation représentés sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un pneumatique de véhicule doté d'une carcasse constituée de nappes par- tielles à un pli, la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle d'un pneumatique de véhicule doté d'une carcasse constituée de nappes par- tielles doublées, la figure 3 est une vue en coupe transversale partielle d'un pneumatique de véhicule doté d'une carcasse asymétrique constituée de nappes partielles, la figure 4 est une vue de dessus des nappes partielles de la carcasse de la figure 1, et la figure 5 est une vue de dessus d'une autre carcasse consti- tuée de nappes partielles. Le pneumatique de véhicule 1 selon la figure 1 est constitué pour l'essentiel d'une carcasse 2 en plusieurs parties, des talons 3 présentant des tringles respectives 4 résistantes en traction sur les- quelles est ancrée l'extrémité rabattue 2 ' de la carcasse, des flancs , de la bande de roulement sculptée 6, et du renforcement 7 du genre ceinture pour la bande de roulement. La carcasse 2 est constituée des deux nappes partielles 8,9, qui s'étendent depuis le talon 3 jusque dans la région d'épaulement 13, et de la nappe partielle 10, qui s'étend entre les deux régions d'épaulement Les points de chevauchement sont désignés 11,12 La lar- geur B du chevauchement est choisie de façon à obtenir une zone sensi- blement échelonnée Les bords 14 des deux nappes de ceinture 7 a,7 b, réalisées de largeurs différentes, chevauchent radialement à l'extérieur le point de chevauchement de la carcasse. Les nappes partielles 8,9 de la carcasse présentent des éléments de renforcement 20 s'étendant radialement, c'est-à-dire sous un angle de 90 par rapport à l'axe x-x; voir la figure 4 La nappe partielle présente des éléments de renforcement 21 qui s'étendent sous un angle ai = 85 Les nappes partielles sont ainsi disposées légèrement croisées aux points de chevauchement 11,12. L'angle a 2 des éléments de renforcement 22 de la nappe de ceinture ra- dialement intérieure est égal à -22 ', et l'angle a 3 des éléments de renforcement 23 de la nappe de ceinture radialement extérieure à + 22 . Les nappes de ceinture sont ainsi disposées croisées, et elles consti- tuent un assemblage de nappes de ceinture qui exerce un rôle de ren- forcement dans la région médiane Les bords des nappes de ceinture sont disposés de telle sorte qu'on peut effectuer un échelonnement supplémentaire, donné mais pouvant être choisi, des résistances des éléments porteurs de résistance aux points de chevauchement. Les nappes partielles de carcasse 8,9 présentent, par exemple, des éléments porteurs de résistance réalisés en câblé de polyester du type 1100/3 La nappe partielle de carcasse 10 présente, par exemple, des éléments porteurs de résistance réalisés en câblé de rayonne du type 1840/3. Les nappes de ceinture sont constituées d'éléments porteurs de résis- tance en toile métallique élastique ou en fil d'acier, du type 2 + 2 ou 1 + 4 Le point de chevauchement des nappes partielles de carcasse constitue un point perturbateur dans la structure du pneumatique ter- miné Les bords de ce point de chevauchement peuvent être complétés vers les bords des nappes de ceinture par des bandes données, mais dont le matériau et les dimensions peuvent être choisis, bandes qui sont de préférence réalisées en caoutchouc ou mélanges caoutchouteux de faible épaisseur, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre. Par une utilisation appropriée de matériaux donnés, de dimen- sions et d'échelonnements donnés mais pouvant être choisis, ces zones du pneumatique peuvent être configurées de manière à fournir une zone de transition harmonieusement échelonnée par rapport aux flancs plus flexibles du pneumatique et à la région médiane renforcée par la cein- ture, zone dans laquelle on peut agir sur les fluctuations de force par une configuration et une disposition appropriées des nappes par- tielles. On peut ainsi, par la disposition et la configuration des points de chevauchement, agir sur le comportement de vibration, notamment du corps de carcasse En matière d'uniformité du pneumatique et d'émission de bruit, la carcasse en plusieurs parties constitue, avec ses points de chevauchement, un moyen approprié pour agir à dessein sur les fluctuations de force dans ces zones, l'uniformité du pneuma- tique confectionné et vulcanisé devant être la meilleure possible, et l'émission de bruit la plus faible possible. Le pneumatique de véhicule selon la figure 4 présente, en vue de dessus, les principaux éléments constitutifs de la carcasse et de la ceinture Les éléments de renforcement 20 des nappes partielles 8,9 sont disposés radialement, c'est-à-dire sous des angles ao = 90 et ao= 90 ' par rapport à l'axe x-x. Les éléments de renforcement 21 de la nappe partielle 10 sont disposés sous un angle ai = 87 ' Les éléments de renforcement 22 de la nappe de ceinture radialement intérieure 7 a sont disposés sous un angle az = - 22 , et les éléments de renforcement 23 de la nappe de ceinture radia- lement extérieure 7 b sous un angle a 3 = + 22 , c'est-à-dire d'une ma- nière opposée à la disposition des éléments 22 La nappe de ceinture 7 b est réalisée approximativement aussi large que la bande de roule- ment Par contre, la nappe de ceinture 7 a est réalisée plus étroite que la nappe 7 b Les bords des nappes de ceinture sont présents de ma- nière échelonnée dans la région d'épaulement, et chevauchent chaque fois le point de chevauchement sur une largeur donnée, pouvant être choisie. Le pneumatique de véhicule 31 selon la figure 2 est constitué pour l'essentiel de la carcasse 32 en plusieurs parties, des talons 33 munis chacun d'une tringle de talon 34, des flancs 35 et de la bande de roulement 36, ainsi que du renforcement 37 du genre ceinture entre la carcasse et la bande de roulement. La carcasse 32 est constituée des nappes partielles intérieures 38,39, dont les parties rabattues 32 ' sont ancrées sur la tringle 34 et qui se terminent au point de chevauchement 41, et de la nappe partielle , qui est disposée dans la région médiane M du pneumatique Le pli intérieur 40 a et le pli extérieur 40 b chevauchent les nappes par- tielles 38,39. Des nappes partielles extérieures 42,43 s'étendent depuis la région de talon jusque dans la région d'épaulement, et elles se terminent aux points de chevauchement 41, radialement à l'extérieur des nappes par- tielles 38,39 Ces nappes partielles supplémentaires stabilisent la carcasse, notamment dans les flancs, et peuvent être considérées comme des nappes partielles auxiliaires. Les nappes partielles de carcasse peuvent être constituées de diffé- rents câblés, de différents matériaux, de différentes constructions de câblés et de différentes densités de tassement, et elles peuvent aussi être chaque fois présentes en plusieurs plis. Le pneumatique de véhicule 51 selon la figure 3 est constitué d'une carcasse en plusieurs parties 52 réalisée asymétrique, et des éléments tels que décrits plus hauts, à savoir les talons, les flancs, la bande de roulement et le renforcement du genre ceinture entre la carcasse et la bande de roulement. La carcasse en plusieurs parties 52 est constituée d'une nappe par- tielle plus courte 53, qui est ancrée par sa partie rabattue sur la tringle de talon et qui se termine au point de chevauchement 55 dans la région d'épaulement S, et de la nappe partielle plus longue 54, qui est ancrée par sa partie rabattue sur l'autre tringle de talon et qui est prolongée au delà de la région d'épaulement et de la région mé- diane, pour se terminer au point de chevauchement 55 En ce qui concerne les éléments porteurs de résistance, les deux nappes par- tielles peuvent être constituées de matériaux identiques ou diffé- rents, de constructions de câblés identiques ou différentes et/ou de densités de tassement identiques ou différentes, les angles d'orientation des éléments de renforcement des nappes partielles 53,54 étant différents, par exemple une orientation radiale pour la nappe partielle 54 et une orientation légèrement diagonale pour la nappe partielle 53, avec un angle a = 88 ' La configuration asymétrique de la carcasse n'est pas limitée à la forme de réalisation qui est dé- crite ici Il peut aussi y avoir des points de chevauchement de plu- sieurs nappes partielles de carcasse, de sorte qu'il est prévu plus d'un point de chevauchement. La figure 5 représente une autre disposition des éléments de renforcement des nappes partielles Les éléments de renforcement 63 de la nappe partielle 64 sont disposés en s'étendant légèrement en diago- nale (angle ao = -87 ) Les éléments de renforcement 65 de la nappe partielle médiane 66 sont disposés en s'étendant radialement (ai = ) Les éléments de renforcement 67 de l'autre nappe partielle 68 sont disposés en s'étendant légèrement en diagonale (angle ao, = 87 ). Selon une autre possibilité de configuration, les éléments de renfor- cement 63 peuvent être disposés en diagonale sous un angle ao positif, et les éléments de renforcement 67 en diagonale sous un angle ao' négatif. REVENDICATIONS 1 Pneumatique de véhicule, constitué d'une carcasse en nappes partielles, de talons présentant des tringles résistantes en traction, de flancs, d'une bande de roulement et d'un renforcement du genre ceinture entre la carcasse et la bande de roulement, deux nappes par- tielles étant ancrées par leurs extrémités rabattues sur les tringles respectives, et se terminant par leurs autres extrémités en des points de chevauchement avec d'autres nappes partielles, caractérisé en ce qu'au moins une nappe partielle de carcasse ( 8 ou 9, 38 ou 39, 53 ou 54) parmi au moins deux nappes partielles de carcasse ( 8, 9, 10; 38, 39, 40, 42, 43) est présente avec une direction d'orientation différente (angle ao, ao,, ai) des éléments porteurs de résistance ( 20, 21), au moins une direction d'orientation s'étendant radialement et au moins une autre s'écartant de plusieurs degrés d'angle de la diagonale, et en ce qu'au moins un point de che- vauchement ( 11, 41, 55) des nappes partielles de carcasse se trouve dans la région comprise entre le flanc médian ( 5) et les épaulements de la bande de roulement, dans une zone de transition à résistance échelonnée. 2 Pneumatique de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait appel pour les nappes partielles de carcasse, notam- ment pour leurs éléments de renforcement ( 20,21), à la combinaison de matériaux identiques ou différents, de constructions identiques ou différentes des câblés, de densités de tassement identiques ou diffé- rentes et d'angles d'orientation (ao, ao', ai) identiques ou diffé- rents des éléments de renforcement qui s'étendent en s'écartant de la diagonale. 3 Pneumatique de véhicule selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la carcasse en plusieurs parties ( 2,32) est constituée des nappes partielles ( 8, 9), qui s'étendent depuis le ta- lon jusque dans la région d'épaulement, et de la nappe partielle ( 10), qui recouvre la région médiane M. 4 Pneumatique de véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une nappe partielle extérieure supplémentaire ( 42) est prévue en plus des nappes partielles intérieures ( 38,39) et s'étend, comme pli extérieur auxiliaire, depuis le talon jusque dans la région d'épaulement. Pneumatique de véhicule selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la nappe partielle ( 40), qui est disposée dans la région médiane M, est constituée de plis ( 40 a,40 b) différemment configurés et notamment de plis de largeurs différentes.5 6 Pneumatique de véhicule selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la carcasse en plusieurs parties ( 52) est constituée d'au moins une nappe partielle ( 53) et d'au moins une autre nappe partielle ( 54), avec au moins un point de chevauchement ( 55).