Brevet FR2742098A1 — publié le 19970613

- 1 - La présente invention concerne un pneumatique à armature de carcasse radiale, destiné à porter de lourdes charges, à être gonflé à de très fortes pressions et à rouler à grandes vitesses, ce qui est le cas d'un pneumatique pour avion. Un tel pneumatique comprend généralement une armature de carcasse composée de plusieurs nappes de fils ou câbles de matériau textile faisant avec la direction circonférentielle des angles pouvant être compris entre 80 et 100 . Plusieurs de ces nappes sont ancrées à une tringle dans chaque bourrelet, en formant des r-tournements après enroulement autour de ladite tringle; ces nappes sont dites retournées. Un profilé de mélange caoutchouteux à dureté élevée comble généralement l'espace formé entre lesdits retournements, les nappes de carcasse elles- mêmes et la tringle. Les nappes de carcasse restantes ont des profils radiaux qui longent, dans la région des bourrelets, la face axialement extérieure des retournements des nappes dites retournées pour se terminer soit à hauteur du centre de la tringle, soit sous ladite tringle, et ces nappes seront dites embarrées. La présence de deux ou plusieurs tringles dans chaque bourrelet de pneumatique est largement connue dans le domaine des pneumatiques à nappes de carcasse croisées, dès que le nombre desdites nappes devient nécessairement élevé. Le brevet FR 1 259 008 et son certificat d'addition N 78 947 montrent et décrivent une application de ce principe en pneumatique radial, chaque bourrelet contenant deux tringles, et les nappes de carcasse étant toutes retournées autour de la tringle axialement intérieure, les retournements étant disposés entre les deux tringles et axialement à l'extérieur de la deuxième tringle. -2- Un autre exemple d'utilisation de bourrelet à deux tringles est donné dans le brevet FR 1 256 432. Ces exemples montrent que les carcasses peuvent être subdivisées en deux groupes, les unes étant ancrées à une première tringle, les autres à une deuxième tringle, ce qui présente l'énorme avantage de mieux répartir les contraintes de tension dans les nappes de carcasse. En outre et par le fait que la surface du siège de bourrelet ait été agrandie (largeur axiale plus grande), les pressions de contact entre la jante et le bourrelet sont mieux réparties et permettent d'éviter les phénomènes de rotation sur jante. Bien qu'avantageuse, l'adoption de deux tringles ou plus dans chaque bourrelet d'un pneumatique pour avion, comprenant une armature de carcasse à plusieurs nappes de câbles radiaux, ne s'est pas montrée totalement satisfaisante en endurance dans des conditions de roulage très pénalisantes (roulages simulant les décollages d'un avion), plus particulièrement au niveau des bourrelets. Les exigences de sécurité sur les avions devenant de plus en plus sévères, les tests d'homologation devenant de plus en plus durs, il est nécessaire d'améliorer l'endurance en zone basse de tels pneumatiques. Afin d'atteindre l'objectif énoncé ci-dessus, l'invention propose un pneumatique pour avion avec une bande de roulement, une armature de sommet, et une armature de carcasse radiale comprenant au moins deux nappes retournées de fils ou câbles textiles, ancrées dans chaque bourrelet à deux tringles, et au moins une nappe embarrée de fils ou câbles textiles, caractérisé en ce qu'au moins une nappe retournée est enroulée autour de chaque tringle en allant axialement de l'intérieur à l'extérieur pour former un retournement axialement extérieur, le retournement de la nappe, -3- axialement la plus intérieure et retournée autour de la tringle axialement intérieure, étant sur une certaine portion radiale séparée de la nappe de carcasse, axialement la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle axialement à l'extérieur, par un profilé de mélange caoutchouteux en forme de croissant, dont l'extrémité radialement supérieure est située à une distance de la base du bourrelet comprise entre 0,15 et 0,30 fois la hauteur H du pneumatique et l'extrémité radialement inférieure comprise entre les deux droites, parallèles à la base du bourrelet et passant respectivement par le centre de la tringle axialement extérieure et le point de ladite tringle le plus éloigné de l'axe de rotation, l'épaisseur maximale dudit profilé étant au moins égale à 0,5 fois l'épaisseur totale des retournements de nappes de carcasse retournées autour de la tringle axialement intérieure. De manière préférentielle, ledit profilé aura un module sécant d'extension à % d'allongement relatif au plus égal à 6 MPa, et, dans tous les cas, inférieur au module commun des profilés triangulaires situés directement au dessus des tringles d'ancrage, ledit module étant mesuré dans les mêmes conditions. De même, les nappes retournées autour de la tringle axialement intérieure ont des retournements dont les extrémités sont radialement échelonnées à des hauteurs comprises entre 0, 55 H et 0,35 H, et la nappe axialement la plus à l'intérieur ayant l'extrémité de son retournement la plus proche de l'axe de rotation, alors que les nappes retournées autour de la deuxième tringle ont des retournements dont les extrémités sont radialement échelonnées à des hauteurs comprises entre 0,35 H et 0,10 H, la nappe axialement la plus à l'intérieur ayant le retournement dont l'extrémité est la plus éloignée de l'axe de rotation. La (les) nappe(s) de carcasse embarrée(s), passant radialement sous les deux tringles, a(ont) de préférence son(leurs) extrémité(s) située(s) dans la pointe du -4- bourrelet, qui est l'emplacement o les décollements d'extrémités sont moindres. Il en est de même de l'extrémité axialement intérieure et radialement inférieure de l'étroite nappe de renforcement, disposée avantageusement axialement et radialement à l'extérieur de l'ensemble des nappes de l'armature de carcasse, entre lesdites nappes et, d'une part, la paroi du bourrelet perpendiculaire à l'axe de rotation et, d'autre part, le siège de bourrelet, ladite nappe de renforcement ayant une extrémité radialement supérieure et axialement extérieure localisée, lorsque le pneumatique est monté sur sa jante de service, au dessous du rebord de jante, et étant préférentiellement formée de câbles en polyamide aromatique. Il est particulièrement avantageux, toujours dans le but d'améliorer l'endurance des bourrelets et plus particulièrement des nappes de carcasse et des retournements en regard du rebord de jante, de disposer, axialement à l'extérieur du complexe formé par les retournements des nappes dites retournées et par les bords des nappes dites embarrées, et axialement à l'intérieur de la couche de mélange caoutchouteux, dite de protection et destinée à entrer en majeure partie en contact avec le rebord de jante, un profilé de caoutchouc ayant une forme de croissant, et dont l'épaisseur maximale, située sur la ligne perpendiculaire au profil extérieur du bourrelet sensiblement rectiligne et passant par l'extrémité du profilé en forme de croissant, situé entre le retournement de la nappe axialement la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle axialement à l'intérieur et la nappe de carcasse la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle axialement à l'extérieur, est comprise entre 1 et 2,5 fois l'épaisseur du complexe défini ci-dessus. De manière avantageuse, le mélange caoutchouteux constituant ledit profilé a un module sécant d'extension mesuré à 100% d'allongement relatif, compris entre 4 -5- MPa et 5 MPa, et équivalent au module, mesuré dans les mêmes conditions, du mélange constituant le profilé situé entre les retournements des nappes retournées autour de la tringle axialement intérieure et les nappes retournées autour de la tringle axialement extérieure. A l'extérieur du bourrelet, la couche dite de protection, d'épaisseur sensiblement constante pour sa partie en regard du rebord de jante, sera préférentiellement formée de deux qualités de mélange caoutchouteux: une première qualité, allant de la pointe du bourrelet à la partie arrondie du talon et formant le siège de bourrelet destiné à entrer en contact avec le siège de jante, est définie par un module d'extension à 100% d'allongement relatif au moins égal à 3,5 MPa; une deuxième qualité s'étendant radialement de l'arrondi du talon jusqu'au dessus de l'extrémité radialement supérieure du profilé axialement extérieur à la nappe embarrée, est définie par un module d'extension, mesuré dans les mêmes conditions que ci-dessus, compris entre 2,5 MPa et 3,5 MPa. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui suit et qui se réfèere au dessin, illustrant un exemple d'exécution sur lequel la figure unique 1 représente, vu en section méridienne, un bourrelet de pneumatique conforme à l'invention. Le bourrelet B du pneumatique de dimension 46 x 17.0 R 20 AIR X comprend deux tringles de type "tressée" T1, axialement extérieure, et T2 axialement intérieure, toutes les deux étant de section transversale circulaire et dont les centres de gravité 01, 02 définissent une droite 0102 sensiblement parallèle à la génératrice du siège S de bourrelet B. Les sections transversales des deux tringles T1, T2 ne sont pas égales du -6- fait, que leurs résistances à la traction, fonction du nombre de nappes d'armature de carcasse qui sont enroulées autour d'elles, ont des valeurs différentes. Autour de la tringle axialement intérieure T2 sont enroulées axialement de l'intérieur à l'extérieur trois nappes (3A à 3C) de l'armature de carcasse (3), pour former axialement à l'extérieur les retournements (30A à 30C), dont les extrémités sont distantes de la base du bourrelet, représentée par la ligne XX' (droite parallèle à l'axe de rotation passant par le point d'intersection de la génératrice de siège de bourrelet avec la paroi du rebord de jante perpendiculaire audit axe de rotation), des hauteurs hA, hB, hc, respectivement égales à 0,52 H, 0, 45 H, 0,38 H, H étant la hauteur de l'armature de carcasse du pneumatique considéré, distance mesurée dans le plan équatorial entre la fibre moyenne de ladite armature et la ligne XX'. Les hauteurs hA, hB, hC sont telles que la hauteur hC du retournement (30C) de la nappe de carcasse (3C), enroulée autour de la tringle axialement intérieure T2 et axialement la plus à l'extérieur, soit la plus grande et différente de la hauteur hB du retournement (30B) de la nappe de carcasse (3B) enroulée autour de la tringle T2 et adjacente axialement à la nappe (3C) d'une distance hC - hB comprise entre 10 et 25 mm. I1 en est de même de la distance hB - hA. Les hauteurs hA, hB, hC sont toutes supérieures à la distance h2 séparant l'extrémité radialement supérieure du profilé sensiblement triangulaire (2) surmontant la tringle T2, cette distance h2 étant égale à 0,28 H. Autour de la tringle T1, axialement extérieure, sont enroulées axialement de l'intérieur à l'extérieur deux autres nappes (3D, 3E) de câbles textiles, pour former axialement à l'extérieur des retournements (30D, 30E), l'extrémité du retournement (30D) de la nappe (3D) axialement la plus à l'intérieur étant située à une distance hD de la droite XX', d'une part supérieure à la distance hE séparant l'extrémité du retournement (30E) de la nappe (3E) de la droite XX' et d'autre part supérieure à la distance hl séparant l'extrémité radialement -7supérieure du profilé (1), sensiblement triangulaire surmontant la tringle T1, de ladite droite XX', hE étant inférieure à h 1. Entre le retournement (30A) de la nappe (3A), axialement la plus à l'intérieur et enroulée autour de la tringle T2 axialement intérieure, et la nappe de carcasse (3D) enroulée autour de la tringle T1 axialement extérieure, est disposé un profilé (4) ayant une forme de croissant, dont l'extrémité radialement supérieure est située à une distance h4 de la droite XX', égale à 0,18 H dans le cas décrit, et dont l'extrémité radialement inférieure est située radialement entre la droite YY' parallèle à l'axe de rotation et passant par le centre de gravité 01 de la section transversale de la tringle T1 et la droite ZZ' parallèle à l'axe de rotation passant par le point de la tringle T1 le plus éloigné dudit axe. L'épaisseur maximale e4 de ce profilé (4) est égale à 0,6 fois l'épaisseur totale t des trois retournements (30A à 30C) des nappes (3A à 3C). Ce profilé (4) est constitué d'un mélange caoutchouteux vulcanisé dont le module sécant d'extension à 100% d'allongement relatif est égal à 5 MPa, ce qui est, comparativement au module commun des profilés triangulaires (1) et (2) surmontant radialement les tringles T1 et T2, très inférieur, puisque ce dernier est égal à 10 MPa. Outre les cinq nappes (3A à 3E), une nappe axialement extérieure et embarrée (3F) complète l'armature de carcasse (3). Ladite nappe (3F) recouvre axialement à l'extérieur les nappes (3D) et (3E) ainsi que leurs retournements (30E) et (30F), pour venir passer sous les tringles T1 et T2 en s'accolant aux parties de nappes de carcasse radialement sous tringles et avoir une extrémité située axialement à l'intérieur de la droite perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par le centre 02 de la tringle T2 et radialement à l'intérieur de la droite parallèle à l'axe de rotation et passant par ledit -8- point 02. La nappe (3F) est, dans sa partie inférieure, renforcée par une nappe additionnelle de renforcement (3R) en câbles de polyamide aromatique, orientés à 85 par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique, l'extrémité radialement supérieure de ladite nappe étant telle qu'elle soit localisée, lorsque le pneumatique est monté sur sa jante de service, au dessus du rebord de jante, l'extrémité radialement inférieure étant proche de mais légèrement décalée par rapport à l'extrémité de la nappe (3F) de l'armature (3). L'ensemble constitué par les retournements (30D, 30E), la nappe (3F) et la nappe (3R) de renforcement sont, au niveau de la hauteur du sommet du rebord de jante, fortement concaves, du fait de la présence, outre la couche protectrice (6) extérieure de bourrelet, et entre ladite couche (6) et l'ensemble défini ci-dessus, d'un profilé (5) de forme sensiblement triangulaire isocèle dont l'extrémité radialement inférieure est localisée sensiblement sur la ligne ZZ' parallèle à l'axe de rotation et tangente à la tringle T1 axialement extérieure en son point le plus éloigné de l'axe de rotation, et dont l'épaisseur maximale e5 est sensiblement sur la même ligne parallèle à l'axe de rotation que l'extrémité du retournement 30E de la nappe 3E. Ladite épaisseur e5 est égale à 2,1 fois l'épaisseur t' de l'ensemble (30D, 3F), et dans le cas décrit égale à 9 mm, c'est-à-dire très supérieure à l'épaisseur e4 du profilé (4). Ledit profilé (5) est composé du même mélange caoutchouteux que celui qui compose le profilé (4) et son module d'extension à 100% d'allongement relatif est égal à 5 MPa. La couche protectrice (6), entourant extérieurement le bourrelet B, est composée de deux portions de qualités différentes de caoutchouc: la première portion (6') s'étendant de la pointe du bourrelet jusqu'à l'extrémité radialement supérieure de la partie arrondie du talon de bourrelet, est composée d'un mélange de caoutchouc dont le -9- module sécant d'extension à 100% d'allongement relatif est au moins égal à 3,5 MPa, la seconde portion (6"), prolongeant radialement la première portion et s'étendant jusqu'à une hauteur sensiblement égale au double de la hauteur du rebord de jante, est composée d'un mélange de caoutchouc dont le module d'extension, mesuré dans les mêmes conditions, est égal à 3,0 MPa, et présentant en outre, par rapport au mélange de la première portion un moins bonne adhérence sur métal, ce qui permet d'éviter d'une part la rotation sur jante et, d'autre part les cassures des portions de la couche de protection prenant fortement appui sur les rebords de jante. L'exemple, conforme à l'invention et décrit ci-dessus, concerne un bourrelet à deux tringles, surmontées radialement de profilés de forme sensiblement triangulaire et constitués d'un même matériau caoutchouteux. On ne sort pas du cadre de l'invention en choisissant deux qualités différentes de mélange de caoutchouc respectivement pour les profilés (1) et (2). Il est même avantageux de choisir pour un même profilé (1) et/ou (2) deux qualités de caoutchouc différentes par leurs propriétés: le profilé (2) est par exemple constitué d'une première partie (2') dite principale, radialement inférieure, sous forme de triangle, et directement en contact avec la tringle T2, et d'une deuxième partie (2") dite secondaire, radialement supérieure, sous forme de croissant, et située au-dessus de ladite première partie. La première partie (2') est constituée d'un mélange de forte dureté Shore A, comme connu en soi, la deuxième partie étant quant à elle constituée d'un mélange de plus faible dureté que la précédente. Il reste évident que les bords de tous les retournements (30A à 30E) des nappes (3A à 3E) de l'armature de carcasse (3) sont découplées des nappes de câbles textiles avoisinantes par des couches de découplement (7), ces couches permettant d'avoir entre les câbles de nappes axialement adjacentes, les plus sensibles à - 10- dégradation, une épaisseur de mélange caoutchouteux supérieure à l'épaisseur existante entre les câbles des mêmes nappes, mesurée par exemple dans la région du sommet du pneumatique. Si la distance séparant les câbles, due à la seule présence des mélanges de calandrage est de 0,5 mm, elle devient dans la zone des extrémités de retournements de carcasse, due à la présence des couches supplémentaires de découplement, égale à une valeur comprise entre 0,8 et 1,0 mm. A été testé sur un volant d'essai un pneumatique conforme à l'invention, comparativement à un pneumatique comprenant une seule tringle d'ancrage dans chaque bourrelet et le même nombre de nappes d'armature de carcasse, les unes étant retournées, les autres étant embarrées. Sous des conditions de roulage correspondant à et simulant des décollages sous charge nominale et à très grande vitesse, des roulages à faible vitesse sur "taxiway", et des décollages sous très forte surcharge, les pneumatiques conformes à l'invention ont aisément réalisé le nombre de cycles exigé par le test d'homologation TSO 62d, alors que les pneumatiques usuels avec le même nombre de nappes de carcasse et un seule tringle n'ont pu satisfaire ledit test. - il - REVENDICATIONS. 1. Pneumatique pour avion avec une bande de roulement, une armature de sommet, et une armature de carcasse radiale (3) comprenant au moins deux nappes retournées (3A, 3B, 3C, 3D, 3E) de fils ou câbles textiles, ancrées dans chaque bourrelet B à deux tringles (T1, T2), et au moins une nappe embarrée (3F) de fils ou câbles textiles, caractérisé en ce qu'au moins une nappe retournée (3A, 3B, 3C, 3D, 3F) est enroulée autour de chaque tringle (T1, T2) en allant axialement de l'intérieur à l'extérieur pour former un retournement axialement extérieur (30A, 30B, 30C, 30D, E), le retournement de la nappe, axialement la plus intérieure (30A) et retournée autour de la tringle axialement intérieure T2, étant sur une certaine portion radiale séparée de la nappe de carcasse (3D), axialement la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle axialement à l'extérieur T1, par un profilé (4) de mélange caoutchouteux en forme de croissant, dont l'extrémité radialement supérieure est située à une distance h4 de la base XX' du bourrelet comprise entre 0,15 et 0,30 fois la hauteur H du pneumatique, et l'extrémité radialement inférieure comprise entre les deux droites YY' et ZZ', parallèles à la base XX' de bourrelet et passant respectivement par le centre 01 de la tringle T1 et le point de ladite tringle le plus éloigné de l'axe de rotation, l'épaisseur maximale e4 dudit profilé (4) étant au moins égale à 0,5 fois l'épaisseur totale t des retournements (30A, 30B, 30C) de nappes de carcasse (3A, 3B, 3C) retournées autour de la tringle axialement intérieure T2. 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé (4) a un module sécant d'extension à 100% d'allongement relatif inférieur au module commun des profilés triangulaires (1) et (2) situés directement au dessus des tringles d'ancrage T1 et T2, et au plus égal à 6,0 MPa. - 12- 3. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les nappes retournées (3A, 3B, 3C) autour de la tringle T2 axialement intérieure ont des retournements (30A, 30B, 30C) dont les extrémités sont radialement échelonnés à des hauteurs comprises entre 0,55 H et 0, 35 H, et la nappe axialement la plus à l'intérieur (3A) ayant l'extrémité de son retournement (30A) la plus proche de l'axe de rotation, alors que les nappes retournées (3D, 3E) autour de la deuxième tringle T1 ont des retournements (30D, 30E) dont les extrémités sont radialement échelonnées à des hauteurs comprises entre à 0,35 H et 0,10 H, la nappe axialement la plus à l'intérieur (3D) ayant le retournement (30D) dont l'extrémité est la plus éloignée de l'axe de rotation. 4. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la (les) nappe(s) de carcasse (3F) embarrée(s), passant radialement sous les deux tringles a (ont) de préférence son (leurs) extrémité(s) située(s) dans la pointe du bourrelet. 5. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque bourrelet B comprend en outre, axialement et radialement à l'extérieur des nappes de carcasse enroulées et embarrées, une nappe additionnelle de renforcement (3R) en câbles de polyamide aromatique, orientés à 85 par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique, l'extrémité axialement extérieure et radialement supérieure de ladite nappe étant telle qu'elle soit localisée, lorsque le pneumatique est monté sur sa jante de service, au dessous du rebord de jante, l'extrémité radialement inférieure et axialement intérieure étant située dans la pointe du bourrelet. 6. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'est disposé, axialement à l'extérieur du complexe fe.1é par les retournements (30D, 30E) - 13- des nappes retournées (3D, 3E) et par les bords des nappes dites embarrées (3F), et axialement à l'intérieur de la couche de mélange caoutchouteux (6), dite de protection de bourrelet et destinée à entrer en majeure partie en contact avec le rebord de jante, un profilé (5) de mélange de caoutchouc sous forme de croissant et dont l'épaisseur maximale e5, située sur la ligne perpendiculaire au profil extérieur du bourrelet sensiblement rectiligne et passant par l'extrémité du profilé (4) en forme de croissant, situé entre le retournement de la nappe (3A) axialement la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle T2 axialement à l'intérieur et la nappe de carcasse (3D) la plus à l'intérieur et retournée autour de la tringle T1 axialement à l'extérieur, est comprise entre 1 et 2,5 fois l'épaisseur t' du complexe défini ci-dessus, et dont l'extrémité radialement inférieure est localisée sensiblement sur la ligne ZZ' parallèle à l'axe de rotation et tangente à la tringle T1 axialement extérieure en son point le plus éloigné de l'axe de rotation. 7. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche protectrice (6) entourant extérieurement le bourrelet (6) est composée de deux portions de qualités différentes de caoutchouc: une première portion (6') s'étendant de la pointe du bourrelet jusqu'à l'extrémité radialement supérieure de la partie arrondie du talon de bourrelet, composée d'un mélange de caoutchouc dont le module sécant d'extension à 100% d'allongement relatif est au moins égal à 3,5 MPa, une seconde portion (6"), prolongeant radialement la première portion et s'étendant jusqu'à une hauteur sensiblement égale au double de la hauteur du rebord de jante, composée d'un mélange de caoutchouc dont le module d'extension, mesuré dans les mêmes conditions, est compris entre 2,5 MPa et 3,5 MPa.