Brevet FR3014743A1 — publié le 20150619

[0001] L'invention se rapporte aux pneumatiques à carcasse radiale ou à carcasse croisée. [0002] Les pneumatiques à carcasse radiale se sont progressivement imposés sur différents marchés, et notamment le marché des pneumatiques pour véhicules de tourisme. Ce succès est dû en particulier aux qualités d'endurance, de confort et de faible résistance au roulement de la technologie radiale. [0003] Les principales parties d'un pneumatique sont la bande de roulement, les flancs et les bourrelets. Les bourrelets sont destinés à entrer en contact avec la jante. Dans un pneumatique de technologie radiale, chacune des principales parties constituant le pneumatique, à savoir la bande de roulement, les flancs et les bourrelets, a des fonctions bien séparées les unes des autres, et a par conséquent, une constitution spécifique bien connue. [0004] Le pneumatique radial est essentiellement renforcé par une armature de carcasse comprenant au moins une nappe de carcasse présentant un angle sensiblement égal à 90° par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique. Cette armature de carcasse est surmontée radialement à l'extérieur, et sous la bande de roulement, de nappes de renfort formant une ceinture. [0005] Le pneumatique à carcasse croisée se distingue d'un pneumatique de technologie radial par la présence d'au moins deux nappes carcasse croisées dont l'angle est différent de 90° par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique. Les nappes sont dites « croisées » parce que les angles sont de signes opposés d'une nappe à l'autre. [0006] On rappelle que la direction circonférentielle du pneumatique est la direction comprise dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique et tangente au renforcement de ceinture du pneumatique, P10-3200 [0007] Suite à l'apparition de pneumatique à carcasse radiale, certains pneumatiques à carcasse croisée ont également été pourvus d'un renforcement de ceinture sous la bande de roulement. [0008] Dans ces deux types de pneumatique, la bande de roulement, en contact directement avec le sol, a notamment pour fonction d'assurer le contact avec la route et doit s'adapter à la forme du sol. Les flancs, quant à eux, absorbent les irrégularités du sol tout en transmettant les efforts mécaniques nécessaires pour porter la charge du véhicule et assurer son mouvement. [0009] Le renforcement de ceinture est une armature qui doit, d'une part, être suffisamment rigide vis-à-vis des déformations sur chant afin que le pneumatique développe les poussées de dérive nécessaires à son guidage, et transmettre le couple moteur ou freineur, et d'autre part, être très souple en flexion, c'est-à-dire autoriser des variations de courbure de son plan pour assurer une surface de contact du pneumatique sur le sol suffisante. [0010] Par conséquent, le renforcement de ceinture a généralement une structure composite, lui permettant de présenter la rigidité requise pour un poids relativement faible. Le renforcement de ceinture est généralement constitué d'au moins deux nappes présentant des angles différents, comprenant des renforts, en forme de câble, enrobés de caoutchouc. Les éléments de renfort sont croisés d'une nappe à l'autre par rapport à la direction circonférentielle et sont symétriques ou non par rapport à cette direction. [0011] On dénomme ci-après par : - « direction longitudinale » : direction de roulement du pneumatique, - « direction radiale » : direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci, - « direction axiale » : direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique, - « radialement intérieur à » : signifie sur une droite perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, plus proche de l'axe de rotation, P10-3200 - radialement extérieur à » : signifie sur une droite perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, plus éloigné de l'axe de rotation, - « plan équatorial ou plan médian » : plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique et qui divise le pneumatique en deux moitiés sensiblement égales, - « direction transversale ou axiale du pneumatique » : direction parallèle à l'axe de rotation, - « plan radial ou méridien » : un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique. [0012] Il est déjà connu du document JP2293207 A des pneumatiques pour poids lourds comprenant une nappe carcasse munies de renforts métalliques, dont la partie finale au niveau de chaque bourrelet, est repliée sur elle-même, deux fois, dans la direction radiale vers l'élément de renforcement circonférentiel, encore appelé tringle. Selon ce document, cette partie finale est repliée au milieu de deux couches de gomme. [0013] Aussi, il subsiste le besoin de pouvoir disposer d'un pneumatique présentant une meilleure poussée de dérive, qui comprend moins de matières premières, et notamment moins de couches de gomme, et ceci sans dégrader la résistance au roulement. [0014] L'invention a donc pour objet un pneumatique comportant au moins une armature de carcasse comprenant des renforts, surmontée radialement à l'extérieur d'une armature de sommet S, elle-même radialement à l'intérieure d'une bande de roulement, ladite armature de sommet S étant constituée d'au moins une couche d'éléments de renforcement, ladite bande de roulement étant reliée à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, lesdits bourrelets étant destinés à entrer en contact avec un crochet de jante ayant un haut de crochet de jante C, chaque bourrelet comportant au moins un élément de renforcement circonférentiel, ladite armature de carcasse comprenant une partie finale au niveau de chaque bourrelet, la partie finale de l'armature de carcasse étant pliée deux fois dans une direction radialement intérieure du P10-3200 pneumatique vers l'élément de renforcement circonférentiel, pour amener une extrémité de ladite partie finale à proximité de l'élément de renforcement circonférentiel de manière à former un retournement de ladite nappe carcasse, ledit retournement comprenant une extrémité radialement externe et trois parties adjacentes selon un axe axial constituées d'une partie centrale, d'une partie latérale axialement interne, d'une partie latérale axialement externe. [0015] Le pneumatique se caractérise en ce que le pliage de la partie finale s'effectue selon la direction radiale au moins deux fois vers une direction axiale extérieur par rapport au centre du pneumatique selon la direction axiale, en ce qu'une composition élastomère de découplage est présente entre la partie latérale axialement interne et la partie centrale dudit retournement, et sur l'extrémité radialement externe dudit retournement, ladite composition élastomère étant présente sur une longueur radiale comprise entre l'extrémité radialement externe du retournement et un point F radialement interne par rapport à l'extrémité dudit retournement, situé sur le flanc et distant de ladite extrémité radialement externe d'une longueur supérieure à lOmm, en ce que l'extrémité radialement supérieure du retournement est disposée entre un point A et un point D lesdits points étant situés à la surface du flanc, et disposés de part et d'autre d'un point E situé sur le flanc correspondant à la grosseur boudin nominale, ledit point A étant radialement interne par rapport au point D, en ce que ledit point A ayant une projection A' sur un axe YY' et tangent au flanc au point E parallèle à une direction radiale ZZ', le haut de crochet de jante C ayant une projection C' sur ledit axe YY', ladite projection A' étant disposée à mi-distance entre le point E et la projection C', et en ce que ledit point D ayant une projection D' sur ledit axe YY', ladite armature de sommet S ayant une projection S' sur l'axe YY', ladite projection D'étant disposée entre ledit point E et ladite projection S'. [0016] Le pneumatique selon l'invention présente l'avantage d'être de conception simple et rapide. P10-3200 [0017] De préférence, la composition élastomère de découplage est présente entre l'extrémité radialement externe dudit retournement et un point G situé radialement interne par rapport à ladite extrémité et distant de ladite extrémité radialement externe d'une longueur inférieure ou égale à lOmm. [0018] De préférence, une projection de la partie supérieure du retournement de la nappe carcasse sur l'axe YY' est disposée entre les points A' et E. [0019] La projection de la partie supérieure du retournement de la nappe carcasse sur l'axe YY' est de préférence disposée sur une longueur 1 comprise entre -10mm et +10mm, de part et d'autre du point E, le point E ayant la valeur zéro. [0020] Entre les points A et D, les renforts de la nappe carcasse peuvent présenter un angle inférieur ou égale à 85° par rapport à la direction circonférentielle, et de préférence égale à +75° ou -75° par rapport à la direction circonférentielle. [0021] L'angle de chaque partie (centrale) et (latérales) de la nappe carcasse suit les règles de la loi de conformation suivante, selon laquelle l'angle desdites parties évolue avec le rayon du pneumatique : cos(ai) = t x cos(cto) où t = Ri/(Ro x (1+e)) avec - ao est l'angle initial avant conformation - cti est l'angle final après conformation - Ro est le rayon de pose avant conformation - R1 est le rayon de pose après conformation - e est égal à 0.03 quel que soit le pneumatique [0022] De même, entre les points A et D, les renforts de la nappe carcasse peuvent présenter un angle successivement égale +75°, -75°, +75° en partant du sens le plus extérieur vers le sens le plus intérieur selon la direction axiale. P10-3200 [0023] Entre les points D et S, les renforts de la nappe carcasse peuvent présenter un angle supérieur ou égale à 85°, et de préférence égale à 90° par rapport à la direction circonférentielle. [0024] A partir du point S et en direction de l'axe ZZ', les renforts de la nappe carcasse peuvent présenter un angle égale à 90° par rapport à la direction circonférentielle. [0025] Les renforts de la nappe carcasse sont de préférence en matière textile choisie parmi la rayonne, le nylon, le polyester, l'aramide ou leur mélange. [0026] Une partie des renforts de la partie extérieure de la nappe carcasse peut être sectionnée dans le cas d'un retournement intérieur. Une partie des renforts de la partie centrale de la nappe carcasse peut être sectionnée dans le cas d'un retournement extérieur. Cette partie peut présenter environ 5% des renforts de la partie centrale. [0027] Selon l'invention, l'armature de sommet comprend au moins une nappe radialement à l'extérieur de la nappe carcasse et radialement à l'intérieur à une bande de roulement. [0028] L'invention va maintenant être décrite à l'aide des exemples et des dessins qui suivent et qui sont donnés uniquement à titre d'illustration, et sur lesquels : [0029] - la figure 1 représente, de manière schématique, la coupe d'un demi pneumatique selon l'invention dans un plan radial, selon un premier mode de réalisation ; [0030] - la figure 2 représente de manière schématique, agrandie et en coupe, la partie radialement inférieure d'un retournement de la nappe carcasse, située dans la zone dite basse du pneumatique, selon le même mode de réalisation que celui de la figure 1; [0031] - la figure 3 représente de manière schématique, agrandie et en coupe, la partie radialement inférieure d'un retournement de la nappe carcasse, située dans la zone dite basse du pneumatique, selon un autre mode de réalisation. P10-3200 [0032] Sur les différentes figures, les éléments techniques identiques ou similaires portent la même référence. Leur description n'est pas répétée pour ne pas alourdir le texte. [0033] Comme le montrent les figures 1 et 2, le pneumatique selon l'invention de référence générale 1 comprend au moins une armature de carcasse 2 comprenant des renforts (non représentés). Une armature de sommet 3 comprenant au moins une couche d'éléments de renforcement (non représentés) est surmontée radialement à l'intérieur de nappe de carcasse 2, puis d'une bande de roulement 4 radialement à l'extérieur. [0034] La bande de roulement 4 est reliée à deux bourrelets 5 par l'intermédiaire de deux flancs 6. Chaque bourrelet 5 comprend un élément de renforcement circonférentiel 7, encore appelé tringle. Chaque bourrelet 5 est encastré dans un crochet de jante 13 comprenant un haut C de crochet de j ante. [0035] La nappe carcasse 2 comprend, au niveau de chaque bourrelet 5, une extrémité finale 8 repliée sur elle-même deux fois selon la direction radiale et vers le sens intérieur par rapport au centre du pneumatique selon la direction axiale, en direction de l'élément de renforcement circonférentiel 7. Ce pliage permet d'amener ladite extrémité finale 8 à proximité de l'élément de renforcement 7. [0036] Ainsi au niveau des flancs 6, la nappe carcasse 2 comprend un retournement 12, et trois parties adjacentes constituées d'une partie centrale 10 et deux parties latérales axialement extérieure 9 et axialement intérieure 11. [0037] Plus précisément, après pliage l'extrémité 8 est disposée axialement à l'extérieur de la partie centrale 10. [0038] Afin de définir l'emplacement des différentes points essentiels, représentés à la surface du flanc, ces derniers sont projetés sur un axe YY' parallèle à la direction radiale ZZ' et tangent à l'axe radial par l'extrémité de la grosseur boudin nominale E. P10-3200 [0039] On rappelle que la grosseur boudin nominal est la grosseur boudin d'un pneumatique monté sur jante et gonflé ; la grosseur boudin étant la distance entre les deux points situés axialement le plus à l'extérieur du pneumatique monté sur jante et gonflé. [0040] Le haut C de crochet de jante est projeté sur YY' en un point C'. [0041] Le point D, disposé à la surface du flanc, est projeté sur YY' en un point D'. [0042] Le point S, correspondant à l'extrémité axialement la plus externe de l'armature de sommet S, est projeté sur YY' en un point S'. [0043] La projection en A' du point A correspond à la moitié de la longueur qui s'étend du point E au point C'. Le point A' est l'emplacement radialement le plus intérieur possible de l'extrémité radialement supérieure 12a du retournement 12. Selon l'invention, l'extrémité radialement supérieure 12a du retournement 12, ne peut pas être disposé en un point radialement intérieur au point A'. [0044] Le point D'est le point radialement le plus extérieur possible pour positionner l'extrémité radialement supérieure 12a du retournement 12. L'emplacement de ce point D' peut varier entre le point A' et le point S'. D' peut être identique à A' ou à S'. Le pont D est disposé à environ 15% de la longueur entre E et S' en partant du point S', ou à environ 85% de cette même longueur en partant du point E. [0045] Ainsi l'extrémité radialement supérieure 12a du retournement 12 peut être disposé sur la surface du flanc entre un point A et un point D, ou soit encore entre les projections de ces mêmes points A' et D', sachant que la position de D' peut varier entre A' et S'. [0046] Dans la représentation selon la figure 1, le point A' est disposé à mi-distance de la longueur entre C' et E, soit à 18mm. Le point D' est disposé à 36mm du point E pour un pneumatique de dimension 205/55 R 16 monté sur une jante de dimension 6.5 J 16. P10-3200 [0047] Selon la représentation de la figure 1, les trois parties adjacentes 9, 10 et 11 du retournement de la nappe carcasse 2 sont repliées sur elle-même de manière à ce que la partie centrale 10 soit adjacente aux parties latérales 9 et 11. Une composition élastomère de découplage 14 est disposée entre la partie latérale 11 et la paroi du flanc 2. Cette composition élastomère 14 est présente jusqu'à un point F, situé sur le flanc, et distant d'une longueur égale à 17mm de la partie supérieure 12a dudit retournement 12, vers la partie intérieure de la direction radiale. Cette composition élastomère 14 peut en outre être présente sur une longueur égale à 60mm de la partie supérieure 12a du retournement vers la partie supérieure de la direction radiale. Cette composition élastomère peut se prolonger jusqu'à une position axialement à l'intérieur du point S. [0048] Le module sécant de cette gomme 14 est compris entre 2 et 57MPa. La présence d'une telle composition élastomère permet d'ajuster précisément le comportement et l'endurance du pneumatique. [0049] Dans cette réalisation particulière, les renforts (non représentés) de la nappe carcasse 2 présentent un angle égale à 75° par rapport à la direction circonférentielle, entre les points A' et D, ce qui permet de conserver une poussée de dérive correcte. [0050] Ces mêmes renforts présentent un angle égale à 85° par rapport à la direction circonférentielle, entre les points D' et S', ce qui permet de maintenir une bonne résistance au roulement, et un angle égale à 90° par rapport à la direction circonférentielle, dans la zone radialement interne à l'armature de sommet 3. [0051] Selon le mode de réalisation de la figure 3, on peut voir que l'extrémité 8 de la nappe carcasse 2 est repliée deux fois selon la direction radiale, vers le sens extérieur selon la direction axiale. [0052] La représentation de ce mode de réalisation diffère de celui de la figure 1 par le fait que la composition élastomère de découplage 14 est en outre présente à P10-3200 l'extérieur de la partie la plus axialement extérieure 9 du retournement 12 jusqu'à un point G, situé sur la nappe carcasse, et distant d'une longueur égale à 17mm de la partie supérieure 12a du retournement 12 vers la partie intérieure selon la direction radiale. [0053] Selon l'invention, la valeur absolue de l'angle de chacune des trois parties de la nappe carcasse est identique ; seule change le signe de l'angle de la partie axialement extérieure 9 par rapport à la partie centrale 10 et la partie axialement intérieure 11. [0054] Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, les renforts (non représentés) de la nappe carcasse 2 présentent des angles, par rapport à la direction circonférentielle, identiques au mode de réalisation de la figure 1. Exemple 1 : Rigidité de dérive [0055] Les mesures de rigidité de dérive sont obtenues avec une machine équipée d'un tapis roulant et d'un dispositif de mesure des efforts transversaux appliqués sur le pneumatique, en fonction de la charge. [0056] Ces mesures sont réalisées sur un pneumatique de référence 205/55 R 16 monté sur une jante 6.5 J 16, gonflé à une pression de 2.5bars, et soumis à une charge de 483daN. Le pneumatique est soumis à une vitesse de 80km/h avec un angle de dérive de +/- ldegré. [0057] Les mesures sont rassemblées dans le tableau I ci-dessous. Pneumatique témoin Pneumatique selon l'invention Rigidité de dérive 100 106 P10-3200 [0058] Comme le montre le tableau, le pneumatique selon l'invention améliore la rigidité de dérive de 6%. Exemple 2 : Masse du pneumatique [0059] Une mesure de masse du pneumatique selon l'invention en comparaison avec un pneumatique témoin, pour une référence de 205/55 R 16 montre une diminution de la masse totale du pneumatique de 3%. P10-3200 REVENDICATIONS1. Pneumatique comportant au moins une armature de carcasse comprenant des renforts, surmontée radialement à l'extérieur d'une armature de sommet S, elle- même radialement à l'intérieure d'une bande de roulement, ladite armature de sommet S étant constituée d'au moins une couche d'éléments de renforcement, ladite bande de roulement étant reliée à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, lesdits bourrelets étant destinés à entrer en contact avec un crochet de jante ayant un haut de crochet de jante C, chaque bourrelet comportant au moins un élément de renforcement circonférentiel, ladite armature de carcasse comprenant une partie finale au niveau de chaque bourrelet, la partie finale de l'armature de carcasse étant pliée deux fois dans une direction radialement intérieure du pneumatique vers l'élément de renforcement circonférentiel, pour amener une extrémité de ladite partie finale à proximité de l'élément de renforcement circonférentiel de manière à former un retournement de ladite nappe carcasse, ledit retournement comprenant une extrémité radialement externe et trois parties adjacentes selon un axe axial constituées d'une partie centrale, d'une partie latérale axialement interne, d'une partie latérale axialement externe, caractérisé en ce que le pliage de la partie finale s'effectue selon la direction radiale au moins deux fois vers une direction axiale extérieur par rapport au centre du pneumatique, en ce qu'une composition élastomère de découplage est présente - entre la partie latérale axialement interne et la partie centrale dudit retournement, et - sur l'extrémité radialement externe dudit retournement, - ladite composition élastomère étant présente sur une longueur radiale comprise entre l'extrémité radialement externe du retournement et un point F radialement interne par rapport à l'extrémité dudit retournement, situé sur le flanc et distant de ladite extrémité radialement externe d'une longueur supérieure à lOmm, en ce que - l'extrémité radialement supérieure du retournement est disposée entre un point A et un point D lesdits points étant situés à la surface du flanc, et P10-3200disposés de part et d'autre d'un point E situé sur le flanc correspondant à la grosseur boudin nominale, - ledit point A étant radialement interne par rapport au point D, en ce que - ledit point A ayant une projection A' sur un axe YY' et tangent au flanc au point E parallèle à une direction radiale ZZ', - le haut de crochet de jante C ayant une projection C' sur ledit axe YY', - ladite projection A' étant disposée à mi-distance entre le point E et la projection C', et en ce que - ledit point D ayant une projection D' sur ledit axe YY', - ladite armature de sommet S ayant une projection S' sur l'axe YY', - ladite projection D'étant disposée entre ledit point E et ladite projection S'. 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition élastomère de découplage est présente entre l'extrémité radialement externe dudit retournement et un point G situé radialement interne par rapport à ladite extrémité et distant de ladite extrémité radialement externe d'une longueur inférieure ou égale à lOmm.. 3. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une projection sur l'axe YY' de la partie supérieure du retournement est disposée entre les points A' et E. 4. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une projection sur l'axe YY' de la partie supérieure du retournement est disposée sur une longueur 1 comprise entre -10mm et +10mm, de part et d'autre du point E, le point E ayant la valeur zéro. 5. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les renforts de la nappe carcasse présentent un angle inférieur ou égale à 85° par rapport à la direction circonférentielle entre les points A et D. P10-3200 6. Pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les renforts de la nappe carcasse présentent un angle égale à +75° ou -75° par rapport à la direction circonférentielle entre les points A et D. 7. Pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les renforts de la nappe carcasse présentent un angle successivement égale +75°,-75°, +75° en partant du sens le plus extérieur vers le sens le plus intérieur selon la direction axiale entre les points A et D. 8. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les renforts de la nappe carcasse présentent un angle supérieur ou égale à 85°, et de préférence égale à 90° par rapport à la direction circonférentielle entre les points D et S. 9. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à partir du point S et en direction de l'axe ZZ', les renforts de la nappe carcasse présentent un angle égale à 90° par rapport à la direction circonférentielle. 10. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les renforts de la nappe carcasse sont en matière textile choisie parmi la rayonne, le nylon, le polyester, l'aramide ou leur mélange. 11. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que une partie des renforts de la partie centrale de la nappe carcasse est sectionnée. 12. Pneumatique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'environ 5% des renforts de la partie centrale sont sectionnés. P10-3200