Brevet FR2979585A1 — publié le 20130308

- 1 - DESCRIPTION Domaine technique La présente invention concerne un bandage pneumatique comportant un renforcement de carcasse radiale destiné à supporter de lourdes charges et gonflé jusqu'à des pressions relativement élevées pour une utilisation à grande vitesse, tel qu'un bandage pneumatique pour aéroplane. Fondement de l'invention Les renforcements de carcasses radiales de bandages pneumatiques comprennent en général plusieurs nappes de câblés en textile, qui sont ancrées dans chaque talon à au moins une tringle de talon et possèdent en général une seule tringle de talon. Les éléments de renforcement proprement dits de ces renforcements viennent s'enrouler autour de la tringle de talon depuis l'intérieur vers l'extérieur, en formant des retournements vers le haut, les extrémités respectives desdits retournements vers le haut étant espacées en direction radiale par rapport à l'axe de rotation du bandage pneumatique. Les conditions sévères dans lesquelles travaillent les bandages pneumatiques pour aéroplanes ont pour effet de raccourcir la durée de vie des talons. Une amélioration substantielle de la performance peut être obtenue en séparant les nappes du renforcement de carcasse en deux groupes. Le premier groupe comprend des nappes du renforcement de carcasse, qui sont disposées en position adjacente au talon. Le premier groupe peut venir s'enrouler autour d'une tringle de talon dans chaque talon depuis l'intérieur vers l'extérieur du bandage pneumatique. Le deuxième groupe est formé d'au moins une nappe externe en direction axiale dans la zone de talon, ladite nappe pouvant généralement venir s'enrouler autour de la tringle de talon depuis l'extérieur jusqu'à l'intérieur du bandage pneumatique. La durée de vie des talons que l'on obtient de cette manière peut être prolongée par la présence dans chaque talon d'une 40 nappe de renforcement supplémentaire qui vient s'enrouler autour - 2 - de la tringle de talon et qui forme ainsi une branche externe en direction axiale et une branche interne en direction axiale. Une telle languette peut représenter la nappe la plus proche de la matière de charge en caoutchouc, au-dessus de la tringle de talon d'ancrage en direction radiale. On peut prolonger davantage la durée de vie des talons en positionnant les extrémités des retournements vers le haut des nappes de carcasse internes et les extrémités des branches de la languette de protection, par rapport à la position radiale de l'extrémité supérieure en direction radiale de la matière de charge en caoutchouc disposée par-dessus la tringle de talon et la matière de charge. Un bandage pneumatique conventionnel pour aéroplane, gonflé jusqu'à une pression relativement élevée peut comporter une bande de roulement, un renforcement de sommet et un renforcement de carcasse radiale comprenant : au moins deux nappes de câblés en textile internes en direction radiale, qui vient s'enrouler autour d'une tringle de talon dans chaque talon depuis l'intérieur vers l'extérieur pour former des retournements vers le haut ; et au moins une nappe de câblés en textile externe en direction axiale, qui vient se superposer aux nappes internes en dessous du renforcement de sommet et le long des retournements vers le haut dans les talons. La tringle de talon peut être surmontée en direction radiale par une matière de charge constituée d'un mélange de caoutchouc vulcanisé. La matière de charge peut posséder une section transversale triangulaire dont le sommet s'étend en direction radiale au-delà de l'axe de rotation du bandage pneumatique sur une distance le long d'une ligne droite parallèle en passant par le centre géométrique du cercle circonscrit sur la section transversale de la tringle de talon d'ancrage, que l'on désigne par le terme « ligne de référence ». Le bandage pneumatique peut également comprendre au moins une languette de protection interne qui vient s'enrouler autour de la tringle de talon pour former une branche interne en direction axiale et une branche externe en direction axiale qui peut venir se disposer en position adjacente en direction axiale à la matière de charge et à la tringle de talon. L'extrémité de la - 3 - branche externe en direction axiale de la languette de protection interne peut être située à une distance radiale par rapport à la ligne de référence. L'extrémité du retournement vers le haut de la nappe de carcasse interne peut être arrangée en direction axiale plus loin vers l'intérieur à une certaine distance de la ligne de référence et des extrémités de la branche interne de la languette de protection interne et des retournements vers le haut de la nappe ou des nappes de carcasse internes, respectivement. Bien que cette construction conventionnelle puisse s'avérer durable, le nombre de nappes de carcasse que l'on peut prévoir dans la zone de talon et le prolongement de la longueur des limites de la languette de protection limite les nappes externes retournées vers le bas autour du talon et les nappes internes espacées par rapport à la voie de nappe naturelle du bandage pneumatique dans la zone de la languette de protection. Cet écartement peut donner lieu au fait que l'on dispose d'une nappe en moins dans la structure et, dans le cas d'un bandage pneumatique de grande dimension pour aéroplane, peut nécessiter dans des conditions idéales l'utilisation d'une autre nappe qui est justement exclue par l'utilisation de la languette de protection à longueur prolongée. Un objet de la présente invention est de procurer une structure de bandage pneumatique efficace légère possédant une durabilité améliorée des talons et une réduction de l'usure au talon par frottement. Sommaire de l'invention Un bandage pneumatique selon la présente invention englobe deux portions annulaires faisant office de talons, une carcasse et de préférence également une couche de renforcement de ceinture. La 35 carcasse s'étend entre les portions faisant office de talon en passant par des portions faisant office de flancs et une portion faisant office de bande de roulement. La carcasse possède au moins une nappe de carcasse de câblés de préférence parallèles, retournée vers le haut autour des portions faisant office de 40 talons. La couche de renforcement de ceinture est disposée à - 4 - l'extérieur de la carcasse en direction radiale et à l'intérieur en direction radiale de la portion faisant office de bande de roulement. Chaque portion annulaire faisant office de talon englobe une tringle de talon annulaire dont la nappe de carcasse est retournée vers le haut autour de la tringle de talon, un premier bourrage sur tringle disposé en position adjacente à la tringle de talon et à l'extérieur de celle-ci en direction radiale, un deuxième bourrage sur tringle disposé à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale et de la nappe de carcasse, une première bandelette talon disposée en position adjacente à la nappe de carcasse et à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale, et une deuxième bandelette talon disposée en position adjacente au deuxième bourrage sur tringle et à l'extérieur de celui-ci en direction axiale ainsi qu'à l'intérieur en direction axiale d'une portion faisant office de flanc. Le premier bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa. Le deuxième bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa. La première bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 2,0 MPa et 4,0 MPa. La deuxième bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa. Conformément à un aspect préféré de l'invention, les portions faisant office de flancs comprennent une matière dont le module à 100 % se situe entre 0,5 MPa et 2,0 MPa. Conformément à un autre aspect préféré de l'invention, le bandage pneumatique englobe en outre une languette de protection enroulée autour de la tringle de talon pour former une branche interne en direction axiale et une branche externe en direction axiale. Conformément à un autre aspect préféré encore de l'invention, la carcasse possède au moins deux nappes comprenant une première nappe interne en direction radiale et une deuxième nappe interne en direction radiale, la deuxième nappe étant disposée à l'extérieur de la première nappe en direction radiale, l'extrémité de retournement vers le haut de la première nappe - 5 - étant plus basse en direction radiale que l'extrémité de retournement vers le haut de la deuxième nappe. Conformément à un autre aspect préféré encore de l'invention, la 5 carcasse englobe une première nappe interne en direction radiale, de deuxième nappe, une troisième nappe, et une quatrième nappe, s'étendant respectivement vers l'extérieur, les extrémités de retournement vers le haut de la troisième nappe étant plus basses en direction radiale que les extrémités de 10 retournement vers le haut de la première nappe. Définitions L'expression « module à 100 % » désigne la force en Méga Pascal 15 (MPa) requise pour obtenir un allongement de 100 % (par exemple un étirement correspondant à deux fois la longueur initiale). L'expression « module à 300 % » désigne la force en Méga Pascal (MPa) requise pour obtenir un allongement de 100 % (par exemple 20 un étirement correspondant à quatre fois la longueur initiale). Le terme « bourrage sur tringle » désigne une matière de charge élastomère qui vient se disposer en direction radiale au-dessus de la tringle de talon et entre les nappes et une nappe de 25 retournement vers le haut ou bien à l'extérieur en direction axiale d'une nappe de retournement vers le haut. Le terme « axial » et « en direction axiale » sont utilisés en l'occurrence pour désigner des lignes ou des directions qui sont 30 parallèles à l'axe de rotation du bandage pneumatique. Le terme « bandelette talon » désigne une bande étroite de matière destinée à protéger au moins une des structures de talon par rapport à la jante, à distribuer la flexion en direction 35 radiale au-dessus de la jante et à mieux étancher le bandage pneumatique par rapport à la jante. Le terme « renfort d'appui » désigne une bande étroite de tissu ou de câblés en acier, disposée dans la zone de talon, dont la 40 fonction est de renforcer la zone de talon et de stabiliser la - 6 - partie du flanc située le plus à l'intérieur en direction radiale. Le terme « élastomère » désigne une matière résiliente capable 5 de retrouver sa dimension et sa configuration après déformation. Le terme « languette de protection » désigne un tissu de renforcement autour de la tringle de talon pour renforcer et pour fixer la tringle de talon dans le corps du bandage 10 pneumatique. Le terme « charge normale » désigne la pression de gonflage et la charge nominales spécifiques assignées par les organismes de normes appropriés pour les conditions de mise en service du 15 bandage pneumatique. Les termes « radial » et « en direction radiale » sont utilisés pour désigner des directions allant vers ou s'écartant de l'axe de rotation du bandage pneumatique en direction radiale. 20 Le terme « hauteur de section » désigne la distance radiale entre le diamètre de jante nominale et le diamètre externe du bandage pneumatique à hauteur de son plan équatorial. 25 Le terme « largeur de section » désigne la distance linéaire maximale parallèle à l'axe du bandage pneumatique et entre l'extérieur de ses flancs lorsqu'il est gonflé, et après avoir été gonflé à une pression normale pendant 24 heures, mais sans être chargé, à l'exclusion des élévations des flancs qui sont 30 dus à des bandes de marquage, de décoration ou de protection. Le terme « flanc » désigne la portion du bandage pneumatique qui s'étend entre la bande de roulement et le talon. 35 Le terme « extrémité de retournement vers le haut » désigne la portion d'une nappe de carcasse qui se retourne vers le haut (c'est-à-dire vers l'extérieur en direction radiale) à partir des talons autour desquels vient s'enrouler le nappe. 40 Brève description des dessins - 7 - La présente invention sera décrite à titre d'exemple en se référant au dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe 5 transversale à titre d'exemple d'une structure de talon conformément à la présente invention. Description détaillée d'un exemple de la présente invention 10 En figure 1, on représente de manière schématique une vue partiellement en coupe de structure de talon de bandage pneumatique 100 donné à titre d'exemple d'un bandage pneumatique selon la présente invention. Le bandage que l'on représente à titre d'exemple est un bandage de dimension standard 50x20R22 15 possédant une charge nominale de 25.900 kg et une pression nominale de 1.516.847 Pa. Une telle structure 100 permet d'obtenir une durabilité excellente et permet de réduire l'usure au talon par frottement. Un renforcement de carcasse 10 est constitué de préférence par cinq nappes lA à lE de câblés 20 radiaux en textile. Parmi ces cinq nappes, trois nappes internes en direction axiale lA, 1B et 1C peuvent venir s'enrouler dans chaque talon 2 autour d'une tringle de talon circulaire 3 s'étendant depuis l'intérieur jusqu'à l'extérieur du bandage pneumatique de façon à obtenir des retournements vers le haut 25 10A, 10B, 10C. La section transversale de la tringle de talon 3 est surmontée en direction radiale par une matière de charge ou un premier bourrage sur tringle 111 d'un mélange élastomère possédant 30 essentiellement la configuration d'un triangle en coupe transversale, dont l'extrémité terminale A s'étend en direction radiale par rapport à l'axe de rotation du bandage pneumatique sur une distance D à partir d'une ligne de référence XX1 qui s'étend en direction axiale en passant par le centre de la 35 tringle de talon. L'extrémité du retournement vers le haut 10A de la nappe de carcasse interne 1A, plus loin en direction axiale vers l'intérieur, est espacée en direction radiale de la ligne XX1 sur une distance HA qui peut représenter par exemple 54 mm ou bien dans la plage de 50 à 58 mm, ou qui peut représenter 40 1,5 fois (ou bien 1,4 à 1,6 fois) la distance D de 36 mm. En - 8 - outre, par exemple, les extrémités des nappes internes 10B et 10C peuvent également être situées en direction radiale au-dessus de l'extrémité terminale A du premier bourrage sur tringle 111 à des distances de HB et HC de 58 mm et de 68 mm, respectivement. Une languette de protection 5 peut séparer la tringle de talon 3 du renforcement de carcasse 10 et peut être constituée par des câblés radiaux en textile identiques aux câblés de la nappe de carcasse (ou bien il peut s'agir de câblés différents). Une extrémité terminale de la languette de protection 5 peut par exemple s'étendre sur une distance radiale LI de 18 mm par rapport à la ligne XXI, c'est-à-dire une distance qui peut être inférieure aux distances HB et HC que l'on a mentionnées ci-15 dessus. Trois extrémités peuvent ainsi être arrangées en direction radiale au-dessus de l'extrémité terminale A du premier bourrage sur tringle 111 et être échelonnées entre l'extrémité terminale et un endroit du flanc auquel le bandage pneumatique possède une largeur axiale maximale. L'autre 20 extrémité terminale de la languette de protection 5 peut s'étendre sur une distance radiale LE par rapport à la ligne XXI, égale à 10 mm. Les deux nappes de carcasse 11D, 11E, que l'on désigne ci-après 25 par l'expression « nappes externes », peuvent renfermer les retournements vers le haut 10A, 10B, 10C des nappes de carcasse internes 1A, 1B, 1C. Les nappes 1D et lE peuvent par exemple venir s'enrouler autour de la tringle de talon 3 sur une portion ou un arc circulaire correspondant à un angle, au centre du 30 cercle circonscrit sur la tringle de talon 3, égal à 180°, de telle sorte que les extrémités 10D, 10E de ces nappes externes 1D, lE sont situées en direction radiale en dessous de la ligne de référence XXI. 35 On ajoute au talon 2 du bandage pneumatique une nappe de renforcement ou bien une première bandelette talon externe 121, de préférence renforcée avec des câblés radiaux en textile. La bandelette talon en caoutchouc 121 permet une meilleure distribution des pressions entre le bandage pneumatique et sa 40 jante nominale, tout en garantissant une protection des nappes - 9 - de carcasse lA - lE contre les dégradations lors du montage. L'extrémité externe en direction axiale de la première bandelette talon 121 est située de préférence légèrement au-dessus (à une distance d'environ 20 mm ou à une distance de 15 à 25 mm) de la ligne de référence XXI, tandis que son extrémité interne en direction axiale peut se situer en dessous de la ligne XXI. Un bandage pneumatique donné à titre d'exemple comprenant une structure de talon tel que représenté en figure 1 englobe deux portions/structures annulaires 100 faisant office de talon, une carcasse 10 s'étendant entre les portions faisant office de talon en passant par deux portions 101 faisant office de flancs, et une portion faisant office de bande de roulement (non représentée). La carcasse 10 possède au moins une nappe de carcasse 1A, 1B, 1C, 1D et/ou lE constitué par des câblés parallèles qui viennent s'enrouler autour des portions 100 faisant office de talons tout en se retournant vers le haut, et une couche de renforcement de ceinture (non représentée) disposée à l'extérieur de la carcasse 10 en direction radiale et à l'intérieur en direction radiale de la portion faisant office de bande de roulement. Chaque portion annulaire 100 faisant office de talon englobe une tringle de talons annulaires 3 dont la nappe ou les nappes de carcasse lA-1F viennent s'enrouler autour de la tringle de talon, tout en se retournant vers le haut, un premier bourrage sur tringle 111 disposé en position adjacente à la tringle de talon et à l'extérieur de cette dernière en direction radiale, un deuxième bourrage sur tringle 112 disposé à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale et à l'extérieur de la nappe ou des nappes de carcasse, une première bandelette talon 121 disposée en position adjacente à la nappe ou aux nappes de carcasse et à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale, et une deuxième bandelette talon 122 disposée en position adjacente au deuxième bourrage sur tringle et à l'extérieur de celui-ci en direction axiale. Le premier bourrage sur tringle 111 est constitué d'une matière possédant un module de 100 % entre 1,0 MPa et 6,0 MPa ou bien entre 3,5 MPa et 4,5 MPa. Le deuxième bourrage sur tringle est 40 constitué d'une matière possédant un module de 100 % entre 1,0 - 10 - MPa et 6,0 MPa ou bien entre 1,5 MPa et 3,0 MPa. La première bandelette talon 121 est constituée d'une matière possédant un module de 100 % entre 2,0 MPa et 4,0 MPa ou bien entre 2,0 MPa et 3,0 MPa. La première bandelette talon 122 est constituée d'une matière possédant un module de 100 % entre 1,5 MPa et 2,5 MPa ou bien entre 1,5 MPa et 2,5 MPa. L'extrémité externe en direction axiale de la deuxième bandelette talon 122 est située de préférence à une distance d'environ 60 mm ou bien entre 50 et 70 mm au-dessus de la ligne XX1. Ainsi, l'extrémité externe en direction axiale de la deuxième bandelette talon 122 peut recouvrir la zone de contact entre le bandage pneumatique et la jante de roue dans des conditions de charge normalisée de 200 %. De préférence, la portion 101 faisant office de flanc est constituée d'une matière possédant un module de 100 % entre 0,5 MPa et 2,0 MPa ou bien entre 1 MPa et 1,5 MPa. Ci-dessous, on représente un tableau d'autres propriétés données à titre d'exemple pour le premier bourrage sur tringle 111, pour le deuxième bourrage sur tringle 112, pour la première bandelette talon 121, pour la deuxième bandelette talon 122, et pour la portion 101 faisant office de flanc. Tableau 1 Module à 100 % (MPa) Bt' 1 Bt' 1 bt" 1 bt" 1 Flanc 2,5 2 4,1 2,2 1,1 Module à 300 % (MPa) 7,4 10 17,6 11 5,95 Résistance à la traction (MPa) 13,4 15,4 21,5 28,9 15,47 Allongement à la rupture (%) 520 440 400 570 619 Dureté à 100 °C 68,6 62,6 77,2 57,2 50,2 Rebond à 100 °C (%) 38,2 56,8 58,3 73,1 58 G' (1 %, 100 °C, 1 Hz) (MPa) 5,71 3,37 6,82 1,7686 1,2923 G' (10 %, 100 °C, 1 Hz) (MPa) 2,34 2,06 3,56 1,3932 0,9488 G' (50 %, 100 °C, 1 Hz) (MPa) 1,08 1,29 2 1,0657 0,7042 TD (10 %, 100 °C, 1 Hz) 0,29 0,13 0,15 0,056 0,12 Bt' = bandelette talon bt" = bourrage sur tringle Comme indiqué ci-dessus, une structure de talon 100 conformément à la présente invention permet d'obtenir une durabilité excellente et permet de réduire l'usure par frottement à la jante. Cette structure de talon 100 augmente par conséquent les performances du bandage pneumatique, même si les complexités de la structure et du comportement du bandage pneumatique sont telles que l'on ne propose pas une théorie complète et satisfaisante. Le vocabulaire descriptif que l'on a utilisé illustre le meilleur mode ou les meilleurs modes de mise en oeuvre de la présente invention envisagés à l'heure actuelle. La présente description a pour objet d'illustrer un exemple des principes généraux de la présente invention et ne doit pas être considérée comme limitant la présente invention. Le cadre de l'invention est déterminé au mieux en se référant aux revendications annexées. REVENDICATIONS1. Bandage pneumatique comprenant : deux portions annulaires faisant office de talons ; une carcasse s'étendant entre les portions faisant office de talon en passant par des portions faisant office de flancs et une portion faisant office de bande de roulement, la carcasse possédant au moins une nappe de carcasse retournée vers le haut autour des portions faisant office de talons, et chaque portion faisant office de talon comprenant une tringle de talon annulaire, ladite au moins une nappe de carcasse étant retournée vers le haut autour de la tringle de talon ; un premier bourrage sur tringle disposé en position adjacente à la tringle de talon et à l'extérieur de celle-ci en 15 direction radiale ; un deuxième bourrage sur tringle disposé à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale et à l'extérieur de ladite au moins une nappe de carcasse ; une première bandelette talon disposée en position adjacente 20 à la nappe de carcasse et à l'extérieur de la tringle de talon en direction axiale ; et une deuxième bandelette talon disposée en position adjacente au deuxième bourrage sur tringle et à l'extérieur de celui-ci en direction axiale ainsi qu'à l'intérieur en direction axiale 25 d'une portion faisant office de flanc ; dans lequel le premier bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa ; le deuxième bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa ; 30 la première bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 2,0 MPa et 4,0 MPa ; la deuxième bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 6,0 MPa. 35 2. Bandage pneumatique selon la revendication 1, dans lequel la portion faisant office de flancs comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 0,5 MPa et 2,0 MPa. 3. Bandage pneumatique selon la revendication 1 ou 2, englobant 40 en outre une languette de protection enroulée autour de la- 13 - tringle de talon pour former une branche interne en direction axiale et une branche externe en direction axiale. 4. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, dans lequel la carcasse possède au moins deux nappes comprenant une première nappe interne en direction radiale et une deuxième nappe interne en direction radiale, la deuxième nappe étant disposée à l'extérieur de la première nappe en direction radiale, l'extrémité de retournement 10 vers le haut de la première nappe étant plus basse en direction radiale que l'extrémité de retournement vers le haut de la deuxième nappe. 5. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, dans lequel la carcasse englobe une première nappe interne en direction radiale, de deuxième nappe, une troisième nappe, et une quatrième nappe, s'étendant respectivement vers l'extérieur, les extrémités de retournement vers le haut de la troisième nappe étant plus basses en 20 direction radiale que les extrémités de retournement vers le haut de la première nappe. 6. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre une couche de 25 renforcement de ceinture disposée à l'extérieur de la carcasse en direction radiale et à l'intérieur en direction radiale de la portion faisant office de bande de roulement. 7. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, dans lequel la portion faisant office de flanc comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,0 MPa et 2,0 MPa. 8. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des 35 revendications précédentes, dans lequel le premier bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 3,5 MPa et 4,5 MPa et/ou dans lequel le deuxième bourrage sur tringle comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,5 MPa et 3,0 MPa. 40- 14 - 9. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 2,0 MPa et 3,0 MPa et/ou dans lequel la deuxième bandelette talon comprend une matière dont le module à 100 % se situe entre 1,5 MPa et 2,5 MPa. 10. Bandage pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bandage pneumatique 10 est un bandage pneumatique pour aéroplane.