Brevet FR2765151A1 — publié le 19981231

La présente invention concerne les pneumatiques à armature de carcasse radiale, et particulièrement la protection de leur armature de sommet. Les pneumatiques destinés à rouler dans des conditions difficiles, par exemple sur des sols comportant des cailloux ou objets coupants présentent usuellement une armature de sommet comprenant un bloc de travail et radialement extérieurement un bloc de protection. Le bloc de travail est destiné à reprendre les efforts dus au gonflage et au roulage du pneumatique et comprend au moins deux nappes superposées de fils parallèles dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles (a, 0 compris entre 10 et 450. Le bloc de protection est destiné à protéger les nappes du bloc de travail des dommages dus aux chocs et perforations subis en utilisation et comprend au moins une nappe de fils parallèles. Ces fils ont souvent un allongement à la rupture supérieur à celui des nappes de travail qu'ils protègent. Pour améliorer l'endurance de l'armature de sommet d'un tel pneumatique, la demande W096/20095 divulgue un pneumatique comprenant un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse ancrée dans les deux bourrelets et une armature de sommet, ladite armature de sommet comprenant radialement de l'intérieur vers l'extérieur, un bloc de travail avec au moins une nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle et un bloc de protection avec au moins une nappe de fils parallèles d'allongement à la rupture supérieur à celui des fils de la nappe d'orientation circonférentielle du bloc de travail, dans lequel ledit bloc de travail comprend radialement de l'intérieur vers l'extérieur une nappe de triangulation de fils métalliques orientés à au moins 60 , deux nappes de travail formées de fils métalliques inextensibles orientés à des angles compris entre 10 et 450 et de ladite nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle du bloc de travail disposée entre les deux nappes de travail, et dans lequel les fils de la nappe du bloc de protection ont une orientation similaire à celle des fils de la nappe de travail adjacente du bloc de travail. L'invention a pour objet une autre architecture de pneumatique permettant aussi d'améliorer substantiellement l'endurance de l'armature de sommet et notamment sa résistance aux chocs, perforations et oxydations dus à des roulages sur des sols comportant des cailloux coupants. Dans ce qui suit, on entend par: - fil , aussi bien des monofilaments que des multifilaments, ou des assemblages comme des câbles, des retors ou bien encore n'importe quel type d'assemblage équivalent, et ceci, quels que soient la matière et le traitement de ces fils, par exemple traitement de surface ou enrobage ou préencollage pour favoriser l'adhésion sur le caoutchouc; - mesuré sous 10% de sa force de rupture; - fil métallique élastique , un fil ayant un allongement relatif supérieur à 0,5% mesuré à 10% de sa force de rupture; - un fil orienté circonférentiellement , un fil orienté sensiblement parallèlement à la direction circonférentielle du pneumatique, c'est-à-dire faisant avec cette direction un angle compris dans l'intervalle +2,50,2,50 autour de 0 ; - un fil orienté radialement , un fil contenu sensiblement dans un même plan axial ou dans un plan faisant avec un plan axial un angle inférieur ou égal à 10 . Le pneumatique, selon l'invention, comprend un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse ancrée dans les deux bourrelets et une armature de sommet, ladite armature de sommet comprenant radialement de l'intérieur vers l'extérieur, un bloc de travail avec au moins une nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle et un bloc de protection avec au moins une nappe de fils parallèles d'allongement à la rupture supérieur à celui des fils de la nappe d'orientation circonférentielle du bloc de travail. Ce pneumatique est caractérisé en ce que ladite nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle est la nappe dudit bloc de travail disposée radialement le plus à I'extérieur et en ce que les fils parallèles de ladite nappe dudit bloc de protection ont une orientation circonférentielle. L'orientation circonférentielle de la nappe de protection et de la nappe adjacente du bloc de travail permettent d'améliorer remarquablement la résistance aux chocs, aux perforations et aux oxydations en résultant. de l'armature de sommet du pneumatique selon l'invention. De préférence, le rapport d'allongement rupture entre les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle du bloc de protection et les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle du bloc de travail est supérieur à 1,5. Cela permet aux fils de la nappe de protection de ne pas être sous contrainte en roulage normal et ainsi d'être pleinement efficaces pour s'opposer à toute pénétration. Pour des pneumatiques d'applications particulières telles que les transports en commun avec rail de guidage, L'armature de sommet peut être constituée par ces deux nappes de fils d'orientation circonférentielle. Pour des pneumatiques routiers, le bloc de travail est avantageusement complété d'au moins deux nappes de travail superposées formées de fils parallèles dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles (a, ss) compris entre 100 et 450 et être tel que ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle du bloc de travail a une largeur axiale inférieure à la largeur axiale de la moins large desdites nappes de travail. Avantageusement, la largeur axiale de la nappe de fils d'orientation circonférentielle du bloc de protection est supérieure à celle de ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle adjacente du bloc de travail et de préférence est comprise entre la largeur axiale de la nappe de travail la moins large et la largeur axiale de la nappe de travail la plus large. La nappe orientée circonférentiellement du bloc de travail peut être formée de fils élastiques, présentant une courbe contrainte de traction en fonction de l'allongement relatif ayant des pentes faibles pour les faibles allongements et une pente sensiblement constante et forte pour les allongements supérieurs. Cette nappe peut aussi être formée de fils orientés circonférentiellement et coupés de manière à former des tronçons de longueur très inférieure à la circonférence de la nappe. Mais, avantageusement, pour obtenir une excellent reprise des efforts circonférentiels, cette nappe peut être constituée de fils métalliques inextensibles. La nappe du bloc de protection peut être formée de fils métalliques élastiques ou de fils textiles tels des aramides. On peut aussi former les deux nappes de fils parallèles d'orientation circonférentielle en fils textiles, notamment aramides. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui suit et qui se réfère au dessin, illustrant à titre non limitatif des exemples d'exécution, et sur lequel - la figure 1 représente schématiquement, vu en section axiale, une armature de sommet conforme à l'invention; - la figure 2 représente, une variante de réalisation d'une armature de sommet conforme à l'invention. Le pneumatique P comprend une armature de carcasse radiale 1 ancrée dans chaque bourrelet et formée de fils aramides. Cette armature de carcasse 1 est frettée par une armature de sommet 3, composée d'un bloc de travail 31 et d'un bloc de protection 32 disposé radialement extérieurement relativement au bloc de travail. Le bloc de travail est formé radialement de l'intérieur vers l'extérieur: - d'une première nappe de travail 311 formée de fils métalliques inextensibles orientés par rapport à la direction circonférentielle d'un angle a, égal dans ce cas à 22" - puis d'une seconde nappe de travail 312 formée de fils métalliques identiques à ceux de la première nappe de travail, et faisant avec la direction circonférentielle un angle ss, opposé à l'angle a et, dans le cas montré, égal audit angle a de 22", (mais pouvant être différent dudit angle a) ; et - d'une troisième nappe de travail 313 formée de fils métalliques inextensibles orientés circonférentiellement. Le bloc de protection 32 est formé d'une nappe de fils métalliques élastiques orientés circonférentiellement. La largeur axiale de la troisième nappe de travail L313 est inférieure aux largeurs axiales des deux premières nappes de travail L311 et L312. En revanche, la largeur axiale de la nappe du bloc de protection L321 est comprise entre les largeurs axiales des deux premières nappes de travail L311 et L312. Le pneumatique, conforme à l'invention est maintenant comparé à un pneumatique de fabrication usuelle ayant une armature de sommet avec un bloc de travail composé d'une nappe de triangulation et de deux nappes de travail croisées, et un bloc de protection formé d'une nappe de fils métalliques élastiques orientés selon la direction de la nappe de travail adjacente. Un roulage, de ces deux types de pneumatiques, sur une piste parsemée de cailloux de grosseur adaptée et présentant des arêtes vives et coupantes, le pneumatique testé étant rendu mouillé par passage dans un bassin d'eau salée, permet de mettre en évidence le très bon comportement du pneumatique conforme à l'invention et représenté à la figure 1. A l'éclatement du pneumatique témoin, une analyse fine des deux pneumatiques a montré que le pneumatique selon l'invention avait subi deux fois moins de perforations de la bande de roulement jusqu'au bloc de protection que le pneumatique témoin. En conséquence, contrairement à ce que l'on pouvait redouter, le fait de disposer la troisième nappe de travail 313 formée de fils d'orientation circonférentielle directement sous la nappe de protection 321 n'a pas entraîné pour cette troisième nappe une susceptibilité marquée à l'endommagement lié aux perforations et aux coupures. Au contraire le résultat de ces essais montre que l'armature de sommet du pneumatique selon l'invention est très notablement plus résistante que celle des pneumatiques usuels. La figure 2 montre en coupe axiale une variante de réalisation du pneumatique selon l'invention. La bande de roulement 4 de ce pneumatique comprend trois rainures 5 circonférentielles. Ces rainures peuvent usuellement être en zigzag. Dans cette variante, le pas, c'est-à-dire l'espace entre les fils, de la nappe 321' du bloc de protection 32' est beaucoup plus petit dans les zones 6 sous les rainures que dans le reste de la nappe. En conséquence. la protection apportée par cette nappe 321' est renforcée dans les zones 6 sous les rainures 5, où les risques de perforation de la bande de roulement sous les plus importants. Cela permet d'adapter la protection en fonction des besoins sans augmenter la quantité de métal dans l'armature de sommet donc le poids du pneumatique. La confection du pneumatique selon l'invention peut avantageusement être réalisée sur un noyau rigide imposant la forme de sa cavité intérieure. On applique sur ce noyau, dans l'ordre requis par l'architecture finale, tous les constituants du pneumatique, qui sont disposés directement à leur place finale, sans subir de conformation à aucun moment de la confection. Le pneumatique peut alors être moulé et vulcanisé comme exposé dans le brevet US 4 895 692. Les deux nappes 313 et 321 peuvent être appliquées par enroulement d'un fil unique avec un pas constant ou variable. L'absence de conformation a l'avantage de permettre d'utiliser des fils métalliques inextensibles comme composant de la nappe de travail 313 d'orientation circonférentielle. REVENDICATIONS 1. Pneumatique comprenant un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse ancrée dans les deux bourrelets et une armature de sommet, ladite armature de sommet comprenant radialement de l'intérieur vers l'extérieur, un bloc de travail avec au moins une nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle et un bloc de protection avec au moins une nappe de fils parallèles d'allongement à la rupture supérieur à celui des fils de la nappe d'orientation circonférentielle du bloc de travail, caractérisé en ce que ladite nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle est la nappe dudit bloc de travail disposée radialement le plus à l'extérieur et en ce que les fils parallèles de ladite nappe dudit bloc de protection ont une orientation circonférentielle. 2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel le rapport d'allongement rupture entre les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle du bloc de protection et les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle du bloc de travail est supérieur à 1,5. 3. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ladite armature de sommet est constituée par lesdites deux nappes de fils d'orientation circonférentielle. 4. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit bloc de travail de ladite armature de sommet comprend en plus au moins deux nappes de travail superposées formées de fils parallèles dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles (a, ) compris entre 10 et 45" et dans lequel ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle dudit bloc de travail a une largeur axiale inférieure à la largeur axiale de la moins large desdites nappes de travail. 5. Pneumatique selon la revendication 4, dans lequel ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle dudit bloc de protection a une largeur axiale supérieure à celle de ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle dudit bloc de travail. 6. Pneumatique selon la revendication 5, dans lequel ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle dudit bloc de protection a une largeur axiale comprise entre la largeur axiale de la nappe de travail la moins large et la largeur axiale de la nappe de travail la plus large. 7. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, dont la surface radialement extérieure du sommet présente une sculpture comprenant des nervures séparées par des rainures circonférentielles, dans lequel ladite nappe de fils d'orientation circonférentielle du bloc de protection présente une variation axiale de pas avec une densité maximale de fils disposés radialement sous lesdites rainures. 8. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle dudit bloc de travail sont constitués de fils métalliques inextensibles. 9. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle dudit bloc de protection sont constitués de fils métalliques élastiques. 10. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les fils de la nappe de fils parallèles d'orientation circonférentielle dudit bloc de protection sont constitués de fils textiles. 11. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les fils desdites deux nappes d'orientation circonférentielle sont constitués d'aramide.