Brevet FR2719257A1 — publié le 19951103

-I La présente invention se rapporte à des pneumatiques radiaux et en particulier, mais non exclusivement, à des pneumatiques renforcés destinés à des véhicules tels que des camions ou des autobus. De tels pneumatiques renforcés possèdent des régions formant une bande de roulement relativement plane, destinée à assurer le contact avec le sol et renforcée par un ensemble de nappes de sommet qui est destinée à maintenir un contact homogène entre le pneumatique et la surface de la route dans toutes les conditions. De tels ensembles de nappes de sommet de renfort comprennent normalement trois nappes de tissu ou plus qui comprennent chacune des câbles métalliques enrobés de caoutchouc posés parallèlement les uns aux autres et inclinés par rapport à la direction équatoriale du pneumatique. On dispose souvent une quatrième nappe plus étroite, désignée parfois comme nappe "de protection", radialement à l'extérieur des trois nappes de ceinture principales. Cette quatrième nappe a pour fonction de protéger l'ensemble de nappes de sommet principales à la fois en fonctionnement et en vue d'opérations ultérieures de rechapage. Dans un agencement traditionnel, les câbles de la première nappe située radialement le plus à l'intérieur sont inclinés sous un angle relativement important par rapport à la direction équatoriale du pneumatique, tandis que les câbles des seconde et troisième nappes adjacentes sont inclinés sous des angles relativement faibles par rapport à la direction équatoriale du pneumatique et dans des directions opposées les uns par rapport aux autres. Ainsi, les angles croisés des câbles des trois nappes situées radialement le plus à l'intérieur forment une structure triangulée qui réalise, ensemble avec la raideur des câbles eux-mêmes, une "ceinture" de sommet effective de haute rigidité dans les directions longitudinale et axiale de la ceinture, ce qui maintient ainsi la bande de roulement du pneumatique à plat sur la surface de la route. En outre, lorsqu'on conçoit la ceinture, il est désirable d'étager les extrémités des nappes dans les régions des bords de la ceinture en employant des nappes de largeurs différentes. Ceci assure une réduction progressive de la raideur et minimise la concentration des contraintes au niveau des bords de la ceinture. Ainsi, les dessins conventionnels pour les ceintures de pneumatiques de poids lourd prévoient que la nappe la plus large soit la nappe intérieure des deux nappes à angles faibles, et que la 2' 2719257 nappe située le plus à l'intérieur avec un angle élevé, ainsi que l'autre nappe à angle faible soient de largeurs similaires. En option, la ceinture peut comprendre une quatrième nappe située radialement le plus à l'extérieur, et qui est la plus étroite, dont les câbles forment un angle faible. De manière traditionnelle, les câbles métalliques des nappes de ceinture utilisés dans des pneumatiques renforcés comprennent des câbles d'acier dont la surface est revêtue de laiton afin de favoriser l'adhésion sur leur revêtement de caoutchouc. Lorsqu'on coupe les nappes de ceinture à partir de la feuille de tissu, on coupe les câbles métalliques sous un angle io aigu par rapport à la direction du câble, dont il résulte des faces de coupure qui sont à la fois aiguës et dépourvues de revêtement de laiton. Bien que le niveau des contraintes sur le bord de la ceinture soit minimisé, les extrémités coupées aiguës, la mauvaise adhésion et la concentration des contraintes au niveau des faces coupées sont des facteurs qui se combinent pour promouvoir la rupture de l'adhésion et la coupe du caoutchouc au niveau du bord de la ceinture. Ce phénomène, que l'on appelle "séparation des nappes de ceinture" est une des causes de défaillance prématurée du pneumatique. Des tentatives antérieures pour résoudre le problème de la séparation de la gomme de bordage comprennent par exemple ce qui est décrit dans le document FR-A-2 358 998 qui décrit une ceinture pour pneumatique de poids lourd qui comprend une nappe étroite à angle élevé prise en sandwich entre une nappe intérieure large à faible angle et une nappe extérieure large à faible angle. Cependant, les deux nappes à faible angle ont des câbles qui s'étendent dans la même direction, de sorte qu'elles ne forment pas une structure triangulaire en combinaison avec les câbles à angle élevé inclinés en directions opposées. Ainsi, une telle ceinture non triangulée n'est pas aussi efficace pour renforcer la région de la bande de roulement du pneumatique. Cest par conséquent un objectif de la présente invention de proposer une ceinture triangulée pour un pneumatique renforcé qui présente des améliorations vis-à-vis de la séparation des nappes de ceinture. D'après la présente invention, un pneumatique radial renforcé comprend une région formant bande de roulement destinée à être en contact contre le sol et renforcée par une ceinture qui comprend au moins trois nappes de tissu qui comprennent des câbles d'acier parallèles, dans 3 2719257 lesquelles les câbles de la première nappe située radialement le plus à l'intérieur et les câbles de la troisième nappe sont inclinés sous un angle relativement faible par rapport à la direction équatoriale du pneumatique. Il est caractérisé en ce que les câbles de la seconde nappe, disposée s radialement entre la première nappe et la troisième, sont inclinés sous un angle d'inclinaison par rapport à la direction équatoriale dans la plage de à 85 , et en ce que les câbles de la première nappe et de la troisième nappe sont inclinés dans des directions opposées les uns par rapport aux autres et présentent des angles d'inclinaison dans la plage de 5 à 40'. De préférence, l'angle d'inclinaison des câbles de la seconde nappe est dans la plage de 65 à 75 et les angles d'inclinaison des câbles de la première nappe et de la troisième nappe sont dans la plage de 15 à 25'. De manière plus préférée les câbles de la seconde nappe sont à 67- et ceux de la première et de la troisième nappe sont à 18'. Tandis que la première, la seconde et la troisième nappe peuvent avoir des largeurs différentes sous toutes configurations possibles, de manière plus préférée la première nappe située le plus à l'intérieur est la plus large et la seconde nappe adjacente est la plus étroite. Dans le cas o la seconde nappe est la plus étroite ou qu'elle est plus étroite que la troisième nappe, on prévoit alors de préférence au voisinage immédiat de chaque bord de la seconde nappe une bande de caoutchouc qui s'étend axialement vers l'extérieur au moins aussi loin que le bord de la troisième nappe et qui a une épaisseur telle que les régions latérales de la troisième nappe sont supportées. D'autres aspects de l'invention deviendront apparents à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention, pris en relation avec les figures cijointes, dans lesquelles: - la figure 1 est un diagramme schématique montrant la coupe transversale de la région de la bande de roulement d'un pneumatique pour poids lourd, selon la présente invention; - les figures 2 à 5 sont des diagrammes schématiques montrant les directions relatives possibles des câbles de la ceinture selon la présente invention; et - les figures 6 à 11 sont des diagrammes schématiques montrant des variantes d'agencement des largeurs des nappes de sommet selon la 4 2719257 présente invention. La figure 12 montre une variante de réalisation de la seconde nappe. La figure 1 montre une demi-coupe de la région de la bande de roulement d'un pneumatique du type 385/65R22.5 pour poids lourd, conformément à la présente invention. Le pneumatique a une largeur de bande de roulement totale TW de 290 mm. La région de la bande de roulement est renforcée par un ensemble de nappes de sommet 5 qui comprend, dans la direction radiale de l'intérieur vers l'extérieur, quatre nappes 1 à 4 de tissu en câbles d'acier. Cet ensemble de nappe de sommet 5 lo est disposé radialement à l'extérieur d'une nappe de carcasse qui comprend des câbles d'acier de renfort 7 qui s'étendent radialement. Les largeurs hors-tout BW1 à BW4 des quatre nappes de sommet, dans la direction axiale du pneumatique, sont respectivement 280, 245, 260 et 195 mm. Par conséquent, les nappes de sommet sont agencées quant à leurs largeurs de telle manière que BW1>BW3>BW2>BW4. Cet agencement des nappes principales 1 à 3 de sommet est montré schématiquement à la fig. 6. Les quatre nappes de sommet 1 à 4 comprennent toutes un tissu en câbles d'acier qui comprend des câbles d'acier découpés posés parallèlement les uns aux autres et noyés dans du caoutchouc. Les câbles des nappes principales 1 à 3 sont inclinés par rapport à l'équateur circonférentiel CE du pneumatique sous les angles al, a2 et a.3 respectivement. Ces angles ont des valeurs de 18, 67 et 18 respectivement. Les nappes 1 et 2 ont leurs câbles inclinés dans la même direction par rapport à l'équateur circonférentiel CE, tandis que les câbles de la nappe 3 sont inclinés en sens opposé par rapport à l'équateur circonférentiel CE. Cet agencement des inclinaisons acl,.2 et o3 des trois nappes principales 1 à 3 par rapport à l'équateur circonférentiel du pneumatique CE, et par rapport aux câbles de la nappe de carcasse 7, disposés radialement, est montré à la fig. 2. Des câbles de la quatrième nappe de sommet 4 sont inclinés également de 18 dans la même direction que la troisième nappe 3. Le pneumatique de poids lourd montré à la fig. 1 comporte additionnellement à l'ensemble de nappes de sommet une bande de caoutchouc 6 placée radialement à l'extérieur de la première nappe et adjacente au bord extérieur axial de la seconde nappe. Cette bande de caoutchouc 6 assure ainsi un support pour la partie extérieure axiale de la 2719257 troisième nappe qui est radialement adjacente à la seconde nappe. L'ensemble de nappes de sommet 5 montré à la fig. 1 pour un pneumatique de poids lourd et décrit ci-dessus, a été testé et il a montré une résistance améliorée vis-à-vis de la séparation des nappes de ceinture. Tandis que la présente invention a été illustrée par le pneumatique montré à la fig. 1 et, tel que décrit ci-dessus, d'autres agencements sont possibles pour l'ensemble de nappes de sommet 5 dans le cadre de l'invention, à condition que la première et la troisième nappe 1 et 3 présentent des angles d'inclinaison opposés dans la plage de 5 à 40' et la io seconde nappe 2 présente une inclinaison dans la plage de 40 à 85 . Des variantes d'agencement pour les directions des câbles des nappes et pour les largeurs des nappes de sommet sont montrés dans les figs. 2 à 5 et les figs. 6 à 11 respectivement. Ces agencements procurent également des caractéristiques améliorées vis-à-vis de la séparation de la gomme de bordure pour le pneumatique renforcé. Les figures 6 à 11 montrent les variantes d'agencement pour les largeurs des nappes de sommet. Sur la figure 6, la seconde nappe est la plus étroite et la première nappe est la plus large. Sur la figure 7, la première nappe est la plus étroite et la troisième nappe est la plus large. Sur la figure 8, la première nappe est la plus large et la troisième nappe est la plus étroite. Sur la figure 9, la seconde nappe est la plus large et la troisième nappe est la plus étroite. Sur la figure 10, la seconde nappe est la plus large et la première nappe est la plus étroite. Sur la figure 11, la seconde nappe est la plus étroite et la troisième nappe est la plus large. Sur les figures 1 à 11 on a représenté un pneumatique dans lequel la seconde nappe est en une seule partie. La figure 12 montre un agencement des nappes de sommet 1, 2, 3, semblable à l'agencement de la figure 6, dans lequel la seconde nappe est constituée de 2 parties 2a et 2b disposées de part et d'autre de l'équateur circonférentiel CE et séparées par une bande de gomme 9. Les câbles des deux parties 2a et 2b sont parallèles entre eux. Cette disposition de la deuxième nappe 2 peut être appliquée aux divers agencements représentés sur les figures 6 à 11. 6 2719257 Revendications 1. Pneumatique radial renforcé comprenant une région formant bande de roulement renforcée par une ceinture comprenant au moins trois nappes de sommet en tissu qui comprennent des câbles métalliques parallèles, dans lequel les câbles de la première nappe située radialement le plus à l'intérieur et ceux de la troisième nappe sont inclinés sous un angle relativement faible par rapport à la direction équatoriale du pneumatique, caractérisé en ce que les câbles de la seconde nappe, disposée radialement lo entre la première nappe et la troisième nappe, sont inclinés sous un angle d'inclinaison par rapport à la direction équatoriale dans la plage de 40 à ', et en ce que les câbles de la première et de la troisième nappe sont inclinés dans une direction opposée les uns par rapport aux autres et présentent des angles d'inclinaison dans la plage de 5 à 40'. 2. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des câbles de la seconde nappe est dans la plage de 65 à 75' et les angles d'inclinaison des câbles de la première et la troisième nappe sont dans la plage de 15 à 25'. 3. Pneumatique radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des câbles de la seconde nappe est de 67' et les angles d'inclinaison des câbles de la première et de la troisième nappe sont de 18'. 4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les câbles des seconde et troisième nappes sont inclinés dans la même direction. 5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les câbles des première et seconde nappes sont inclinés dans la même direction. 6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde nappe (2) est réalisée en deux parties (2a, 2b). 7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première nappe est la plus étroite et en ce que la troisième nappe est la plus large. 8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première nappe est la plus large et la troisième nappe est la plus étroite. 7 2719257 9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde nappe est la plus large et la troisième nappe est la plus étroite. 10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde nappe est la plus large et la première nappe est la plus étroite. 11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde nappe est la plus étroite et la première nappe est la plus large. 12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la seconde nappe est la plus étroite et la troisième nappe est la plus large. 13. Pneumatique selon l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'il est prévu, au voisinage immédiat de chaque bord de s15 la seconde nappe, une bande de caoutchouc qui s'étend axialement vers l'extérieur au moins aussi loin que le bord de la nappe plus large située radialement à l'extérieur, et ayant une épaisseur suffisante dans la direction radiale pour supporter les régions latérales de la nappe plus large radialement à l'extérieur.