Brevet FR3007690A1 — publié le 20150102

- 1 - [1] L'invention concerne une tringle pour pneumatique, un pneumatique ainsi que son procédé de fabrication. L'invention s'applique à tout type de pneumatiques, notamment aux pneumatiques de véhicules industriels choisis parmi les véhicules à moteur de type tourisme, SUV ("Sport Utility Vehicles"), deux roues (notamment vélos, motos), les véhicules lourds tels que "Poids lourd" - i.e., métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route -, engins agricoles ou de génie civil, aéronef, autres véhicules de transport ou de manutention. [2] On connait de l'état de la technique un pneumatique comprenant un sommet comprenant une armature de sommet surmontée d'une bande de roulement. Deux flancs prolongent le sommet radialement vers l'intérieur. Le pneumatique comporte deux bourrelets radialement intérieurs aux flancs et comportant chacun une structure annulaire de renfort. La structure annulaire de renfort comprend une tringle sensiblement de révolution autour d'un axe comprenant plusieurs enroulements d'au moins un fil agencés axialement les uns à côté des autres sur plusieurs couches radialement superposées les unes sur les autres. Le fil présente une section sensiblement circulaire. Une telle tringle est généralement appelée TPFR (Tringle Paquet Fils Ronds). La tringle de l'état de la technique, illustrée à la figure 9, peut être nue ou bien habillée par une masse de gomme d'habillage. [3] Le pneumatique comporte également une armature de carcasse radiale s'étendant depuis les bourrelets à travers les flancs vers le sommet. L'armature de carcasse comporte une ou plusieurs nappes de carcasse, au moins une de ces nappes de carcasse étant ancrée dans chacun des bourrelets par un retournement autour de la structure annulaire de renfort, au contact de la tringle ou de son habillage, de manière à former, dans chaque bourrelet, un brin aller s'étendant radialement entre chaque bourrelet à travers les flancs et le sommet, et un brin retour s'étendant radialement depuis chaque bourrelet à travers chaque flanc. [4] Chaque bourrelet comprend une masse de gomme de bourrage agencée, au contact de la tringle ou de son habillage, dans un espace délimitée par les brins aller et retour. Chaque bourrelet comprend également des masses de gomme additionnelles agencées axialement à l'extérieur du brin retour. [5] Lors de l'utilisation du pneumatique sur un véhicule, le pneumatique est monté sur une roue comprenant une jante. La force motrice du véhicule, généralement générée par son moteur, est transmise au pneumatique via une transmission. Dans le cas où la force motrice est très élevée, il arrive que le pneumatique glisse par rapport à la jante si bien que la force motrice ne peut être intégralement transmise au pneumatique ce qui diminue le rendement du véhicule. Ce phénomène, appelé P10-3077 - 2 - rotation sur jante est d'autant plus pénalisant que l'on utilise des véhicules générant une grande force motrice. [6] En outre, lors de la fabrication du pneumatique de l'état de la technique, que l'on réalise par exemple sur un tambour d'assemblage, on pose la tringle sur la nappe de carcasse et on retourne le brin retour autour de la tringle. Puis, on fait tourner la nappe de carcasse et la tringle l'une par rapport à l'autre. Lors de cette rotation, la masse de gomme de bourrage ainsi que le retournement de la nappe carcasse comprenant le brin aller et le brin retour frottent contre la tringle ou son habillage ce qui crée un couple dit freineur empêchant la rotation relative de la tringle par rapport au reste du pneumatique, notamment par rapport à la nappe de carcasse. [7] Le couple freineur provoque une mise en compression du brin retour de la nappe de carcasse ainsi que des masses de gomme additionnelles agencées axialement à l'extérieur du brin retour. Le couple freineur provoque également une mise en surtension du brin aller de la nappe de carcasse. Sous l'effet de la surtension du brin aller, les enroulements de la tringle, notamment des enroulements au contact du brin aller surtendu sont désorganisés. De plus, les frottements conduisent à une rotation relative limitée qui empêche l'orientation correcte de la tringle dans le pneumatique. [8] Lorsqu'ils surviennent, ces problèmes potentiels, volontairement illustrés de façon exagérée sur la figure 10, conduisent à la mise au rebus du pneumatique. [9] L'invention a pour but de réduire la rotation sur jante sous l'effet de la force motrice et de fournir une tringle permettant de réduire le nombre de pneumatiques mis au rebus à cause d'un problème généré par le couple freineur. [10] A cet effet, l'invention a pour objet une tringle pour pneumatique sensiblement de révolution autour d'un axe comprenant plusieurs enroulements d'au moins un fil agencés axialement les uns à côté des autres sur N couches C, radialement superposées les unes sur les autres, la tringle pour pneumatique comprenant une tringle hexagonale de base comprenant : - une couche radialement externe de N1 enroulements, - une couche radialement interne de N1 enroulements, - deux alignements latéraux axialement et radialement externes de N2 enroulements opposés axialement l'un par rapport à l'autre, - deux alignements latéraux axialement externes et radialement internes de N2 enroulements opposés axialement l'un par rapport à l'autre, avec N1=N2 + 1 ou N1=N2, - deux jonctions chacune formée par un enroulement commun entre un alignement P10-3077 - 3 - latéral axialement et radialement externe et un alignement latéral axialement externe et radialement interne, chaque enroulement commun formant chaque jonction étant dépourvu, axialement à l'extérieur, d'enroulement du fil, tringle pour pneumatique comprenant également au moins deux alignements additionnels latéraux axialement externes et radialement internes, chaque alignement additionnel latéral axialement externe et radialement interne étant sensiblement parallèle respectivement à chaque alignement latéral axialement externe et radialement interne. [11] Par alignement, on entend une juxtaposition selon une direction principale sensiblement rectiligne de plusieurs enroulements agencés au contact deux à deux les uns des autres. [12] Par alignement latéral, on entend un alignement dont la direction principale est inclinée par rapport à la direction axiale du pneumatique. [13] Par couche, on entend un alignement s'étendant selon une direction principale sensiblement parallèle à la direction axiale du pneumatique. [14] Deux alignements sont sensiblement parallèles si les directions principales selon lesquelles ils s'étendent sont sensiblement parallèles l'une à l'autre. [15] On dit également d'une couche de la tringle hexagonale de base, qu'elle est « radialement externe » si la direction principale selon laquelle elle s'étend est plus éloignée de l'axe de rotation du pneumatique que celles des autres couches de la tringle hexagonale de base. A l'inverse, on dit d'une couche de la tringle hexagonale de base, qu'elle est « radialement interne » si la direction principale selon laquelle elle s'étend est plus proche de l'axe de rotation du pneumatique que celles des autres couches de la tringle hexagonale de base. [016] On dit d'un alignement latéral de la tringle hexagonale de base qu'il est « axialement et radialement externe » si la direction principale selon laquelle il s'étend est axialement et radialement plus éloignée du centre de la tringle hexagonale de base que celles des autres alignements latéraux de la tringle hexagonale de base lorsqu'on se déplace axialement de l'intérieur vers l'extérieur de la tringle hexagonale de base et radialement de l'intérieur vers l'extérieur du pneumatique. A l'inverse, on dit d'un alignement latéral de la tringle hexagonale de base qu'il est « axialement externe et radialement interne » si la direction principale selon laquelle il s'étend est axialement et radialement plus éloignée du centre de la tringle hexagonale de base que celles des autres alignements latéraux de la tringle hexagonale de base lorsqu'on se déplace axialement de l'intérieur vers l'extérieur de la tringle hexagonale de base et radialement de l'extérieur vers l'intérieur du pneumatique. P10-3077 - 4 - [17] On appliquera les mêmes définitions aux couches, alignements et couvertures additionnels de la tringle pour pneumatique. [18] La tringle selon l'invention présente une faible rotation sur jante ce qui améliore le rendement du véhicule sur lequel un pneumatique la comportant est monté. En effet, chaque alignement additionnel latéral axialement externe et radialement interne améliore l'ancrage du bourrelet dans la jante et réduit le glissement potentiel entre la jante et le pneumatique. En outre, la faible rotation sur jante permet d'éviter le frottement du pneumatique contre la jante et donc la dégradation du bourrelet qui serait susceptible de dégrader l'endurance du pneumatique. [19] En outre, la tringle selon l'invention permet de réduire voire de supprimer le nombre de pneumatiques mis au rebus à cause d'un problème généré par le couple freineur. En effet, la tringle selon l'invention présente une dimension selon la direction axiale relativement proche de la dimension selon la direction radiale. Ainsi, la section de la tringle selon l'invention est relativement proche d'une section de forme générale circulaire ce qui favorise la rotation relative et limite donc le couple freineur contrairement à la tringle de l'état de la technique. [20] La forme particulière de la tringle selon l'invention favorisant la rotation relative est due, d'une part, à la forme hexagonale de la tringle de base et, d'autre part, aux alignements additionnels latéraux axialement externes et radialement internes, permettant, en combinaison, de rapprocher la section de la tringle selon l'invention d'une section de forme générale circulaire. [21] De façon implicite, chaque alignement additionnel latéral axialement externe et radialement interne est agencé axialement à l'extérieur respectivement par rapport à chaque alignement latéral axialement externe et radialement interne. [22] On dit d'un premier alignement qu'il est agencé axialement à l'extérieur par rapport à un deuxième alignement si la direction principale selon laquelle il s'étend est plus éloignée du centre de la tringle que celle du deuxième alignement lorsqu'on se déplace selon une direction sensiblement parallèle à la direction axiale du pneumatique. A l'inverse, on dit d'un premier alignement qu'il est agencé axialement à l'intérieur par rapport à un deuxième alignement si la direction principale selon laquelle il s'étend est plus proche du centre de la tringle que celle du deuxième alignement lorsqu'on se déplace selon une direction sensiblement parallèle à la direction axiale du pneumatique. [023] Avantageusement, la tringle pour pneumatique comprend deux paires d'alignements additionnels latéraux axialement externes et radialement internes P10-3077 - 5 - respectivement de N5 et N6 enroulements, chaque alignement additionnel latéral axialement externe et radialement interne étant sensiblement parallèle respectivement à chaque alignement latéral axialement externe et radialement interne. Grâce aux deux paires d'alignements additionnels latéraux axialement externes et radialement internes, on réduit encore davantage la rotation sur jante du pneumatique. [24] Optionnellement, N5kI\16, de préférence N5>N6 et plus préférentiellement N5=N6+2. [25] Dans un mode de réalisation, chaque enroulement radialement interne de chaque alignement additionnel latéral axialement externe et radialement interne est radialement sensiblement aligné avec la couche radialement interne. [26] Dans un autre mode de réalisation, la tringle pour pneumatique comprend au moins une couverture additionnelle axialement externe et radialement interne d'enroulements en forme générale de U. [27] De façon avantageuse, la tringle comprend une telle couverture additionnelle lorsque N1 Lk et Lk Lk et Lk 9. [54] De préférence, N4=N1+1. Ainsi, la couverture additionnelle épouse la forme générale de la tringle hexagonale de base ce qui favorise la rotation relative de la nappe de carcasse sur la couche additionnelle radialement externe. [55] Avantageusement, chaque alignement additionnel latéral axialement et radialement externe comprenant N3 enroulements, N3 Lk et Lk Lk et Lk N6 et ici N5=N6+2 avec N5=5 et N6=3. On a également N51\12, de préférence N5=N2, N5+1=N2 ou N5+2=N2 et ici N5+2=N2. [0101] On a également max(L,)-N16. [0102] Les enroulements des alignements additionnels latéraux, Al, A2, Bl, B2, B3 et B4 sont représentés par des cercles remplis par un motif de lignes parallèles. [0103] EXEMPLE DE PROCEDE SELON L'INVENTION [0104] Nous allons maintenant décrire un procédé de fabrication d'un pneumatique selon l'invention en référence aux figures 4a à 4d. [0105] Tout d'abord, dans une première phase d'assemblage, on assemble les différentes nappes, masses de gomme et autres éléments décrits précédemment pour former une ébauche crue sur un tambour d'assemblage connu par ailleurs de l'homme du métier. [0106] Ainsi, on pose successivement et dans cet ordre, la première masse 42 de gomme de protection, la nappe intérieure 38 d'étanchéité, une ou plusieurs nappes de carcasse 28 destinée(s) à être ancrée(s) dans le bourrelet 20, la masse 40 de gomme de bourrage et la structure annulaire de renfort 24 comprenant la tringle 52 et la masse 54 d'habillage. On a ainsi déposé la tringle 52 sur la ou les nappes de carcasses 28. On obtient l'ébauche intermédiaire représentée à la figure 4a. [0107] Puis, on retourne la première masse 42 de gomme de protection et une partie de la ou les nappes de carcasse 28, ici le brin retour 34, autour de la structure annulaire de renfort 24. On obtient alors l'ébauche intermédiaire représentée à la figure 4b. [0108] Ensuite, on pose successivement et dans cet ordre, la masse 44 de gomme de P10-3077 -16- bourrage, la deuxième masse 50 de protection et enfin la masse 46 de gomme axialement externe délimitant la surface 48 axialement externe du flanc 20. On obtient alors l'ébauche intermédiaire représentée à la figure 4c. [0109] Enfin, on fait tourner la ou les nappes de carcasse 28 et la tringle 52 l'une par rapport à l'autre. En l'espèce, on fait tourner l'ensemble de l'ébauche intermédiaire à l'exception de la structure annulaire de renfort 24, autour de cette dernière qui reste sensiblement fixe pendant la rotation. En variante, on pourrait faire tourner la tringle 52 et maintenir le reste de l'ébauche fixe. On obtient alors l'ébauche intermédiaire, représentée à la figure 4d. On remarquera qu'à l'issue de la rotation, la tringle 52 présente la même orientation qu'avant la rotation et que les différentes nappes et masses de gomme n'ont pas été déformées sous l'effet de la rotation. [0110] Dans une deuxième phase ultérieure de finition, on ajoute le sommet 12 et la bande de roulement 18 à l'ébauche intermédiaire précédemment obtenue. [0111] Dans une troisième phase de cuisson, on cuit l'ébauche crue finie de façon à obtenir le pneumatique cuit. [0112] AUTRES EXEMPLES DE TRINGLES SELON L'INVENTION [0113] On a représenté sur les figures 5, 6, 7 et 8 des tringles selon d'autres modes de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux de la figure 3 sont désignés par des références identiques. [0114] On a représenté sur la figure 5 une tringle selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. [0115] A la différence de la tringle selon le premier mode de réalisation, la tringle 52 selon le deuxième mode de réalisation comprend N=9 couches et P=76 enroulements. [0116] On a rassemblé dans le tableau 2 ci-dessous le nombre d'enroulements L, de chaque couche C. On a max(L,)=N+1=10. Numéro de la Nombre Numéro de la Nombre couche Ci d'enroulements Li couche Ci d'enroulements Li Cl 8 C6 9 C2 9 C7 8 C3 10 C8 7 C4 9 C9 6 C5 10 Tableau 2 P10-3077 -17- [0117] La tringle 52 comprend au moins une couche Ck avec k E 11, N[ telle que Lk-Fi > Lk et Lk Lk et Lk Lk et Lk Lk et Lk Lk et Lk Lk et Lk Numéro de la Nombre Numéro de la Nombre couche Ci d'enroulements Li couche Ci d'enroulements Li Cl 10 C7 12 C2 11 C8 11 C3 12 C9 10 C4 11 C10 9 C5 12 C11 8 C6 11 C12 7 Tableau 5 [0147] La tringle 52 comprend au moins une couche Ck avec k E ]1, N[ telle que Lk-Fi > Lk et Lk Lk et Lk N6 et ici N5=N6+2 avec N5=5 et N6=3. On a également N5e12 et ici N5+1=N2. [0157] On a également max(L,)-N16. [0158] ESSAIS ET TESTS COMPARATIFS [0159] Performance du procédé de fabrication [0160] On a représenté sur la figure 9 une tringle 100 de l'état de la technique. Cette tringle ne présente aucune des caractéristiques essentielles à l'invention permettant une rotation relative aisée de la tringle par rapport à la nappe de carcasse. [0161] On a représenté sur la figure 10 un pneumatique 200 de l'état de la technique comprenant une tringle 100 et fabriqué en mettant en oeuvre des étapes analogues aux étapes décrites en références aux figures 4a à 4d. Le pneumatique 200 présente des défauts volontairement exagérés aux fins d'illustration des avantages de l'invention. [0162] On note la présence de la zone de mise en compression du brin retour 34' et des masses de gomme 44', 46' et 50' agencées axialement à l'extérieur du brin retour. La mise en surtension du brin aller 32' entraine une désorganisation des enroulements au contact du brin aller 32' mais également de ceux au contact du brin retour 34'. De plus, la rotation relative est incomplète d'un angle a. P10-3077 -22- [0163] En comparant les figures 2 (ou 4d) et 10, on note que la mise en oeuvre du procédé de fabrication du pneumatique selon l'invention conduit à un pneumatique dépourvu de défauts potentiels contrairement au pneumatique 200. [0164] Performance de rotation sur jante [0165] On a testé la performance de rotation sur jante de chaque pneumatique. En effet, afin que le pneumatique puisse transférer l'intégralité des efforts exercés par le moteur du véhicule sur le sol, il est préférable que la rotation du pneumatique sur la jante soit la plus faible possible. [0166] On mesure donc le coefficient de frottement p entre la jante et le pneumatique. Pour cela, on utilise un véhicule de masse totale égale à 2 tonnes pourvu de deux pneumatiques à tester. On tracte alors, sur du bitume, un poids de masse égale, ici 2 tonnes. Entre le poids à tracter et le véhicule, on place un capteur dynamométrique permettant de mesurer la force F, exprimée en kg, exercée par le véhicule sur le poids à tracter lorsque le pneumatique commence à tourner par rapport à la jante. Ainsi, pour une force F=500 kg exercée pour faire tourner le pneumatique par rapport à la jante, on obtient un coefficient de frottement p=0,5. En fonction de la force relevée, on donne une note comprise entre 0 et 5, 0 indiquant un pneumatique présentant une forte rotation sur jante et 5 indiquant un pneumatique dont la performance de rotation sur jante est maximale. On a rassemblé les résultats de ces tests dans le tableau 6 ci-dessous. Tringle Note Tringle Note 100 5 52 - Fig.6 5 52 - Fig.3 5 52 - Fig.7 4 52 - Fig. 5 5 52 - Fig.8 5 Tableau 6 [0167] On considère que les notes 4 et 5 traduisent une faible rotation sur jante et donc que les pneumatiques correspondants satisfont le critère requis de performance de rotation sur jante. On remarque que tous les pneumatiques selon l'invention présentent une note supérieure ou égale à 4. [0168] Ainsi, les pneumatiques selon l'invention permettent de s'affranchir de précautions particulières lors du procédé de fabrication et présentent une faible rotation sur jante. P10-3077 -23- [0169] L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. [0170] Ainsi, la couverture additionnelle axialement externe et radialement interne De pourra comprendre plusieurs couches additionnelles E,'f radialement internes et sensiblement parallèles à la couche C,'f radialement interne ainsi que plusieurs paires d'alignements additionnels latéraux axialement externes et radialement internes. [0171] On pourra combiner les caractéristiques des différents modes de réalisation précédemment décrits dans la mesure où celles-ci sont compatibles entre elles. P10-3077 REVENDICATIONS1. Tringle (52) pour pneumatique (10) sensiblement de révolution autour d'un axe comprenant plusieurs enroulements d'au moins un fil agencés axialement les uns à côté des autres sur N couches C, radialement superposées les unes sur les autres, caractérisée en ce qu'elle comprend une tringle hexagonale de base (56) comprenant : - une couche (Csup) radialement externe de N1 enroulements, - une couche (C,,f) radialement interne de N1 enroulements, - deux alignements latéraux (F1, F2) axialement et radialement externes de N2 enroulements opposés axialement l'un par rapport à l'autre, - deux alignements latéraux (F3, F4) axialement externes et radialement internes de N2 enroulements opposés axialement l'un par rapport à l'autre, avec N1=N2 + 1 ou N1=N2, - deux jonctions (J1, J2) chacune formée par un enroulement commun entre un alignement latéral axialement et radialement externe (F1, F2) et un alignement latéral axialement externe et radialement interne (F3, F4), chaque enroulement commun formant chaque jonction (J1, J2) étant dépourvu, axialement à l'extérieur, d'enroulement du fil, tringle (52) pour pneumatique (10) comprenant au moins deux alignements additionnels latéraux (B1, B2, B3, B4) axialement externes et radialement internes, chaque alignement additionnel latéral (B1, B2, B3, B4) axialement externe et radialement interne étant sensiblement parallèle respectivement à chaque alignement latéral (F3, F4) axialement externe et radialement interne. 2. Tringle (52) selon la revendication 1, dans laquelle chaque enroulement radialement interne (b1, b2, b3, b4) de chaque alignement additionnel latéral (B1, B2) axialement externe et radialement interne est radialement sensiblement aligné avec la couche (C,,f) radialement interne. 3. Tringle (52) selon la revendication 1, comprenant au moins une couverture additionnelle axialement externe et radialement interne (D,,f) d'enroulements en forme générale de U. 4. Tringle (52) selon la revendication précédente, dans laquelle la couverture additionnelle axialement externe et radialement interne (D,,f) comprend - une couche additionnelle (E,,f) radialement interne de N7 enroulements, et sensiblement parallèle à la couche (C,,f) radialement interne, 35 P10-3077-25- - au moins les deux alignements additionnels latéraux (B1, B2, B3, B4) axialement externes et radialement internes. 5. Tringle (52) selon la revendication précédente, dans laquelle N7=N1+1. 6. Tringle (52) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque alignement additionnel latéral (B1, B2) axialement externe et radialement interne comprenant N5 enroulements, N51\12, de préférence N5=N2, N5+1=N2 ou N5+2=N2. 7. Tringle (52) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle max(L,)=N-1, max(L,)=N ou max(L,)=N+1 avec L, est le nombre d'enroulements de chaque couche C' i variant de 1 à N inclus. 8. Tringle (52) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une couche Ck avec k C ]1, N[ telle que Lk+1 > Lk et Lk 9. Pneumatique (10), caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un bourrelet (22) comprenant au moins une tringle (52) selon l'une quelconque des revendications précédentes, - une armature de carcasse (26) comprenant au moins une nappe de carcasse (28) ancrée dans chaque bourrelet (22) par un retournement (30) autour de la tringle (52). 10. Procédé de fabrication d'un pneumatique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : - on pose la tringle (52) sur la nappe de carcasse (28), - on retourne une partie (34) de la nappe de carcasse autour de la tringle (52), et - on fait tourner la nappe de carcasse (28) et la tringle (52) l'une par rapport à l'autre. P10-3077