Brevet FR2884762A1 — publié le 20061027

Domaine de l'invention La présente invention concerne des pneumatiques de bicyclettes comportant une carcasse enroulée autour de deux tringles, de préférence une carcasse diagonale, qui est constituée d'au moins une couche de supports de solidité textiles et une bande de roulement ainsi que, le cas échéant, une couche de protection des flancs, constituée d'une couche de supports de solidité textiles sur le côté extérieur de la carcasse, dans la région des parois latérales. Etat de la technique lo Les pneumatiques de bicyclettes sont connus par exemple d'après les modèles d'utilisation allemands DE 77 17 997 U 1 et DE 199 09 648 Al. Le pneumatique décrit dans DE 199 09 648 Al pré-sente une couche de protection des flancs, également appelée couche de protection contre le frottement. L'utilisation de supports de solidité en polyamide ou polyester, comme matière pour la carcasse et la couche de protection des flancs, est connue. Concernant la carcasse, qui confère au pneumatique la solidité structurelle et ses propriétés élastiques, il s'agit de couches caoutchoutées constituées de supports de solidité parallèles, qui peuvent être construites dans le cas de la construction des pneumatiques de bicyclettes d'une manière variable, par exemple selon le mode de construction avec recouvrement au sommet, monobande ou en boucle de potence. Comme la résistance au roulement d'un pneumatique ré- suite, d'une part, dans la paroi latérale du pneumatique, de la compression, de l'allongement et de la flexion périodiques du caoutchouc qui s'y trouve, pendant que la bicyclette roule, on utilise de nos jours, pour réduire cette résistance au roulement, le moins possible ou même pas du tout de caoutchouc spécial de paroi latérale. Dans ce dernier cas, ne se trouve, dans le cas des pneumatiques, dans les parois latérales, que le caoutchouc qui y a été apporté par le calandrage de la couche de car- casse avec un mélange de caoutchouc. On utilise également, pour abaisser la résistance au roulement, des supports de solidité de résistance élevée, ce qui permet 35 l'utilisation de fils plus minces et donc un dimensionnement plus mince des couches de caoutchouc dans lesquelles les supports de solidité sont enrobés. Les supports de solidité de la carcasse réagissent cependant d'autant plus sensiblement aux frottements qu'ils sont plus minces. Afin de garantir, dans le cas des pneumatiques sans caoutchouc de paroi latérale supplémentaire, une résistance au frotte-ment élevée, on peut prévoir sur la carcasse, dans la région des parois latérales, une couche supplémentaire constituée de supports de solidité textiles, ce qu'on appelle une protection des flancs. En outre, on peut prévoir, dans le cas des pneumatiques de bicyclettes, pour la protection de la chambre à air contre les perforations par des objets pointus comme par exemple des tessons ou des gravillons, des couches de renforcement avec des supports de solidité, qui sont disposées entre la carcasse et la bande de roulement et/ ou entre plusieurs couches de carcasse et/ou à l'intérieur de la bande de roulement. Ces couches de protection contre les crevaisons peuvent être conçues, par exemple, en couches de polyamide, polyester ou caoutchoucs spéciaux. Il s'est cependant avéré que les pneumatiques de bicyclettes connus ne satisfont pas toujours, dans chaque cas, en ce qui concerne le poids et la sécurité contre les crevaisons, aux exigences éle- vées des utilisateurs. On connaît, d'après le document US 5 427 165, des pneumatiques de voitures qui comportent, dans la ceinture, des supports de solidité avec une construction (1+6), constitués de 7 mono- filaments. Les mono- filaments présentent des diamètres de 40 à 400 m et sont constitués d'un polymère à cristaux liquides comme par exemple Vectra de Hoechst Celanese. On impose à la ceinture pour pneumatiques de voitures, en ce qui concerne les propriétés souhaitées, des exigences tout à fait différentes de celles que l'on impose aux supports de solidité pour pneumatiques de bicyclettes. C'est ainsi que la ceinture pour pneumatiques de voitures en construction radiale sert en particulier à la stabilité de forme et de conduite, qui est atteinte grâce à une rigidité en torsion et en flexion élevée. But de l'invention Le but de l'invention est de mettre à disposition un pneumatique de bicyclette qui présente une sécurité élevée contre les crevaisons, en particulier une grande résistance à la perforation des flancs des pneumatiques, pour un poids peu élevé. Solution et avantages de l'invention Ce problème est résolu en ce que la carcasse contient, comme supports de solidité textiles, des fils multifilaments constitués de filaments de polyester-polyarylate, ces filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquides fondu. Le problème est résolu en outre en ce que la couche de protection des flancs contient, comme supports de solidité textiles, des fils multifilaments constitués de filaments de polyester-polyarylate, ces filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquides fondu. Curieusement, on peut obtenir, dans le cas des pneumatiques de bicyclettes, avec ces fils multi-filaments dans la carcasse ou dans la couche de protection des flancs, une résistance à la perforation et une résistance aux coupures nettement plus élevées qu'avec d'autres fils, pour une construction des couches identique ou semblable (densité de fils identique, nombre de couches identique). On peut aussi atteindre une résistance élevée à la perforation lorsqu'il existe une densité de fils, du fil à l'intérieur d'une couche de carcasse ou d'une couche de protection des flancs, plus faible que dans le cas conventionnel ou lorsque l'on utilise moins de couches de renforcement, par exemple une seule couche de renforcement. Cela présente l'avantage que les pneumatiques présentent encore un faible poids, même avec une sécurité contre les crevaisons élevée et présentent de ce fait une résistance au roulement moins élevée. On obtient un pneumatique de bicyclette présentant une résistance à la perforation et une résistance aux coupures particulière-ment élevées au niveau des flancs lorsque la carcasse contient, comme supports de résistance textiles, les fils multi-filaments en filaments de polyesterpolyarylate et qu'il existe en même temps une couche de protection des flancs constituée de ces fils. La protection contre les crevaisons des pneumatique peut être encore améliorée lorsque ce dernier contient au moins une couche 35 de renforcement supplémentaire, qui contient des supports de solidité et qui est disposée entre la carcasse et la bande de roulement et/ou entre les couches de carcasse en dessous de la bande de roulement et/ou à l'intérieur de la bande de roulement. Cette couche de renforce-ment peut être constituée de supports de solidité composés des maté- riaux les plus divers. Avantageusement, les supports de solidité pour une sécurité contre les crevaisons particulièrement élevée sont égale-ment constitués de fils multi-filaments en filaments de polyesterpolyarylate, ces filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquides fondu. Cette forme d'exécution offre en outre l'avantage que l'on utilise, dans l'ensemble du pneumatique, une matière pour supports de solidité unique. Selon un perfectionnement préféré de l'invention, le fil multi-filaments contient plus de 30 filaments de polyester-polyarylate. Cela permet d'atteindre une résistance à la fatigue élevée. Selon un perfectionnement avantageux de la présente invention, les filaments de polyester-polyarylate présentent un diamètre inférieur à 40 m. Lorsqu'on utilise des filaments aussi minces, on obtient une bonne tenue dynamique et une grande surface du support de solidité, ce dernier contribuant à assurer une bonne adhérence au mé- lange de caoutchouc environnant. Le polyester-polyarylate présente la structure préférentielle suivante: 0 o y On peut, par exemple utiliser des fils multi-filaments du type Vectran de Celanese AG. On a pu, avec des fils en ce polymère, atteindre des résistances à la perforation particulièrement élevées. Les fils multi-filaments spéciaux présents dans la car-casse et/ou la couche de protection des flancs peuvent se présenter sous forme de fils qui ne se croisent pas, parallèles entre eux (ce qu'on appelle une couche de tissu câblé) d'une densité de fils de 130 à 480 fils pour 10 cm, de préférence de 200 à 300 fils pour 10 cm. Les fils parallèles sont tenus ensemble, pendant leur traitement, dans un tel tissu câblé, en règle générale par des fils de trame très fins, par exemple en coton. Ces couches de tissu câblé se laissent bien travailler et offrent, avec les densités de fils indiquées, une bonne protection contre les crevaisons. La couche de tissu câblé peut contenir, comme fils parallèles, seulement les fils multi-filaments en filaments en polyester-polyarylate. Mais il est également possible que soient également présents des fils d'une autre matière, parallèlement, dans la couche de tissu câblé. Dans le cas des couches de tissu câblé avec des densités de fils de 130 à 480 fils pour 10 cm, il s'est avéré avantageux que la finesse des fils soit de 200 à 950 dtex, de préférence 350 à 600 dtex, avec la possibilité d'utiliser, dans le cas d'une densité de fils plus élevée, des fils moins fins et, dans le cas d'une densité de fils plus faible, des fils plus fins, afin de garantir une bonne résistance à la perforation. Les fils multi-filaments à l'intérieur d'une couche de tissu câblé dans la carcasse sont disposés de préférence selon un angle de 40 à 50 degrés par rapport à la direction périphérique du pneumatique. Le pneumatique de bicyclette selon l'invention peut être produit selon des procédés conventionnels qui pour la fabrication de ces pneumatiques. La carcasse peut, dans ce cas, être construite selon le mode de construction avec recouvrement au sommet, en mono-bande ou en boucle de potence. La couche de protection des flancs peut également être appliquée, tout comme les couches de protection contre les crevaisons éventuellement présentes, sur la carcasse reposant sur le tambour. Les fils multi-filaments en filaments de polyester-polyarylate peuvent être munis, avant le caoutchoutage avec le mélange de caoutchouc, de substances favorisant l'adhérence pour améliorer l'adhérence entre le caoutchouc et le fil. L'invention va être expliquée plus en détail ci-après sur la base d'un exemple d'exécution, en relation avec la figure, sans pour autant que cet exemple présente un caractère limitatif. La figure unique représente schématiquement la coupe d'un pneumatique de bicyclette selon l'invention. Le pneumatique comprend des tringles 1, une carcasse 2, qui est enroulée autour des tringles 1, et placée en dessous de la bande 35 de roulement 4, ainsi qu'une couche de renforcement 3 et une bande de roulement 4. On a fabriqué des pneumatiques de sport pour bicyclettes sans chambre à air en quatre exécutions différentes selon le mode de construction avec recouvrement au sommet de la carcasse (pneuma- tiques 1 à 4). Dans ce mode de construction, se trouvent en dessous de la bande de roulement trois couches de matière de carcasse (voir figure). Les pneumatiques se différencient dans le type de la matière de car-casse utilisée; trois pneumatiques présentaient en outre une couche de protection contre les crevaisons (breaker) entre la carcasse et la bande de roulement. Les tissus pour la carcasse et la couche de protection contre les crevaisons étaient coupés en diagonale et étaient posés selon un angle de 45 degrés par rapport à la direction périphérique du pneumatique. Les différents pneumatiques sont énumérés dans le tableau 1, la marque Nylon signifiant que l'on a utilisé, pour la couche corres-pondante, un tissu câblé en fil de nylon (fil de polyamide), dans le cas de l'utilisation dans la carcasse, d'une finesse de 235 dtex et d'une densité de fils de 415 fils pour 10 cm, et dans le cas de l'utilisation comme couche de protection contre les crevaisons, d'une finesse de 470 dtex et d'une densité de fils de 240 fils pour 10 cm, et la marque Vectran signifie que l'on a utilisé, pour la couche correspondante, un tissu câblé en fils mufti-filaments comportant chacun 80 filaments de polyesterpolyarylate d'un diamètre de 23 m, d'une finesse de 444 dtex (Vectran HS, Celanese AG) et d'une densité de fils de 240 fils pour 10 cm. Les pneumatiques ont été étudiés en ce qui concerne leur poids, leur lar- geur, leur périphérie, leur résistance à la perforation, leur résistance au roulement et leur pression d'éclatement selon les modes opératoires d'essai suivants: Résistance à la perforation: Les pneumatiques sont montés sur une jante avec la chambre à air correspondante et gonflés à la pression d'air d'utilisation dans le cas d'une bicyclette pour adulte pour un poids de 65 kilos. En-suite, on pose un poinçon sec dans le fond d'une rainure de profil au sommet du pneumatique et on le déplace vers l'avant avec une avance déterminée jusqu'à la perforation. On détermine la force nécessaire jus- qu'à la perforation. Résistance au roulement: Mesure sur un banc d'essai à tambour lisse avec une charge de 50 daN à une vitesse de 30 km/h et avec une pression de gonflage de 6,5 et 8,5 bars. On mesure la force de résistance au roulement et on détermine le coefficient de résistance au roulement en %. Pression d'éclatement: On remplit le pneumatique sur jante avec de l'eau jusqu'à l'éclatement. Les résultats d'essais sont récapitulés dans le tableau 1. lo Tableau 1 1 (comparatif) 2 (comparatif) 3 (invention) 4 (ion) tion) Carcasse Nylon Nylon Vectran Vectran Couche de protection 2x Nylon Vectran Sans Vectran contre les crevaisons Poids (g) 220 208 190 200 Largeur (mm) 23,4 23,5 22, 3 22,3 Circonférence (mm) 2130 2128 2119 2120 Résistance à la perfora 62, 7 64,1 71,1 > 100 tion (daN) Coefficient de résistance 0,64 0,59 0,68 0,70 au roulement pour 6,5 bars (%) Coefficient de résistance 0,57 0,50 0, 58 0,60 au roulement pour 8,5 bars (%) Pression d'éclatement _ 20 22 22 (bar) On voit, sur le tableau 1, que les pneumatiques selon l'invention avec la carcasse en Vectran présentent une résistance à la perforation plus élevée que les pneumatiques avec une carcasse en nylon. Les pneumatiques selon l'invention pèsent moins lourd et présentent une pression d'éclatement plus élevée. REVENDICATIONS 1 ) Pneumatique de bicyclette comportant une carcasse (2) enroulée autour de deux tringles (1), de préférence une carcasse diagonale qui est constituée d'au moins une couche de supports de solidité textiles et d'une couche de roulement (4), caractérisé en ce que la carcasse (2) contient, comme supports de solidité textiles des fils multi-filaments constitués de filaments de polyester-polyarylate, les filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquides fondu. 2 ) Pneumatique de bicyclette comportant une carcasse (2) enroulée autour de deux tringles (1), de préférence une carcasse diagonale, qui est constituée d'au moins une couche de supports de solidité textiles d'une bande de roulement (4) et d'une couche de protection des flancs constituée d'au moins une couche de supports de solidité textiles sur le côté extérieur de la carcasse (2) dans la région des parois latérales, caractérisé en ce que la couche de protection des flancs contient, comme supports de solidité textiles, des fils multi-filaments constitués de filaments de polyester- polyarylate, ces filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquides fondu. 3 ) Pneumatique de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte en plus une couche de protection des flancs, constituée au moins d'une couche de supports de solidité textiles sur le côté extérieur de la carcasse (2) dans la région des parois latérales, qui contient comme supports de solidité textiles des fils multi-filaments constitués de filaments de polyester-polyarylate, ces filaments étant filés à partir d'un polymère à cristaux liquide fondu. 4 ) Pneumatique de bicyclette selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' il comporte au moins une couche de renforcement supplémentaire (3), qui contient des supports de solidité et disposée entre la carcasse (2) et la bande de roulement (4) et/ ou entre les couches de carcasse en des-sous de la bande de roulement (4) et/ ou à l'intérieur de la bande de roulement (4). 5 ) Pneumatique de bicyclette selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil multi-filaments contient plus de 30 filaments de polyester-10 polyarylate. 6 ) Pneumatique de bicyclettes selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments de polyester-polyarylate ont un diamètre inférieur à 40 m. 7 ) Pneumatique de bicyclette selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polyester-polyacrylate possède la structure suivante: 8 ) Pneumatique de bicyclette selon au moins l'une des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que les fils multifilaments dans la carcasse (2) et/ou la protection des flancs se présentent sous forme de fils qui ne se croisent pas, parallèles entre eux, avec une densité de 130 à 480 fils pour 10 cm. 9 ) Pneumatique de bicyclette selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fils multi-filaments présentent une finesse de 200 à 950 dtex. 10 ) Pneumatique de bicyclette selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils, multi-filaments dans la carcasse (2) sont disposés selon un angle de 40 à 50 degrés par rapport à la direction périphérique du pneumatique. 1a