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WO2002000455A1 - Renfort lateral pour pneumatique - Google Patents

Renfort lateral pour pneumatique Download PDF

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Publication number
WO2002000455A1
WO2002000455A1 PCT/EP2001/007228 EP0107228W WO0200455A1 WO 2002000455 A1 WO2002000455 A1 WO 2002000455A1 EP 0107228 W EP0107228 W EP 0107228W WO 0200455 A1 WO0200455 A1 WO 0200455A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bead
tire
wires
anchoring
connecting means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2001/007228
Other languages
English (en)
Inventor
Yves Herbelleau
Jacques Barraud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Priority to AU2001281889A priority Critical patent/AU2001281889A1/en
Publication of WO2002000455A1 publication Critical patent/WO2002000455A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06—Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06—Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead
    • B60C2015/0614—Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead characterised by features of the chafer or clinch portion, i.e. the part of the bead contacting the rim

Definitions

  • the present invention relates to tires. More particularly, it relates to a tire comprising reinforcing or protective cords in the sidewalls and in the beads.
  • Reinforcement of tire carcasses is currently constituted by one or more plies (conventionally designated “carcass plies” by the manufacturing process in the form of semi-finished products in the form of plies), provided with wired reinforcements. more often radial.
  • the anchoring or maintaining of these plies or reinforcements is carried out, in the traditional way by inverting a portion of ply around a bead wire disposed in the bead of the tire.
  • the beads constitute the means for fixing the tire on the rim.
  • the rigidity of the bead thus formed is very great.
  • the inverted portion of the carcass most often returned axially and radially outward, provides a protective effect against the most diverse external impacts and stresses that the tire is liable to undergo in current use.
  • the height, or radial distance, of this reversal is limited, which limits the protection to a restricted area.
  • the threads of the various reinforcing structures are applied directly to the adjacent layers of rubber mixtures, the whole being applied in successive layers to a core having a shape making it possible to directly obtain a profile similar to the final profile of the tire during manufacture.
  • the threads of the various reinforcing structures are applied directly to the adjacent layers of rubber mixtures, the whole being applied in successive layers to a core having a shape making it possible to directly obtain a profile similar to the final profile of the tire during manufacture.
  • the sidewall must have significant flexibility, and the bead must on the contrary have significant rigidity.
  • the reinforcements that are available in this part of the tire always inevitably have a discontinuity: at the level of the radially upper end of the carcass reversal, one passes without transition into an area devoid of this carcass reversal, an area which is therefore inevitably less rigid.
  • the present invention aims in particular to overcome these various drawbacks.
  • the invention provides a tire comprising at least one carcass-type reinforcement structure anchored on each side of the tire in an anchoring zone provided in each bead, each bead being provided with a base intended to be mounted. on a rim seat and extending radially outward by a sidewall, the sidewalls joining radially outwardly a tread, the carcass-type reinforcement structure extending circumferentially from the bead towards said sidewall, a frame at the top, at least one arrangement of anchoring wires along a substantially circumferential path being disposed at least partially in the anchoring zone, substantially adjacent to said reinforcing structure, said tire also comprising in the portion axially external with respect to to the anchoring zone at least one mechanical connection means comprising at least one sensitive wire winding circumferential ent extending substantially radially outwardly from the anchoring zone to a radially exterior zone located beyond the corresponding portion substantially at the rim hook, at least a portion of the wires of said one or more windings of the connecting
  • Such a connecting means can make it possible to protect the low zone and / or the sidewall of the tire against attacks of various types to which the tire is subject.
  • the presence of at least one connecting means at the interface between the bead and the sidewall, and more particularly between the anchoring zone and a zone corresponding substantially to the zone located radially outward and at immediate proximity to the anchoring zone provides an advantageous continuous mechanical link between these different zones of the tire, contributing to its integrity.
  • the zone substantially adjacent to the anchoring zone may be provided in the immediate vicinity of the anchoring zone or may even merge at least in part with the latter.
  • said connecting means comprises at least one substantially circumferential wire winding or a series of wires aligned and distributed circumferentially.
  • the wires thus form alignments which can take a multiplicity of forms.
  • an alignment can comprise a single or several wires.
  • the wire alignments can also be arranged and fabricated in several ways.
  • an alignment can advantageously consist of a single wound wire
  • wires (substantially at zero degrees) in a spiral over several turns, preferably from the smallest diameter to the largest diameter. It can also be made up of several concentric wires placed one inside the other, so that rings of progressively increasing diameters are superimposed. It is not necessary to add a rubber mixture to ensure the impregnation of the wire or the circumferential windings of wire.
  • the wires can also be discontinuous along the circumferential course.
  • the wires of substantially elastic type are provided at least in the radially external portion of the mechanical connection means.
  • This type of wire provides a behavior adapted to possible compression zones which are liable to form during operation, for example when the flank is pushed inwards. The probability of the formation of such zones is higher as one moves away from the bead, radially outward.
  • all the windings are of substantially elastic type.
  • At least a portion of the wires of the connecting means are advantageously non-metallic, and preferably of the textile or hybrid type.
  • the wire alignments are advantageously arranged so as to interfere in the anchoring zone of the bead.
  • the present invention also provides for the use of a substantially peripheral mechanical connection means as protection against shear forces in a tire
  • a substantially peripheral mechanical connection means as protection against shear forces in a tire
  • the mechanical connection means is preferably disposed axially outwardly with respect to the anchoring zone.
  • the means comprises at least one wire aligned substantially circumferentially. At least a portion of the wires of said one or more windings is of a substantially elastic nature.
  • the son of substantially elastic type are preferably provided at least in the radially outer portion of the mechanical connection means.
  • all the windings are of substantially elastic type.
  • Certain wires or even all of the wires of the connecting means are advantageously non-metallic, and preferably of the textile or hybrid type.
  • Each winding can also comprise several wires, at least two of which have different characteristics.
  • the wire alignments are advantageously arranged so as to interfere in the anchoring zone of the bead.
  • the mechanical connection means is thus at least partially embedded in the anchoring mixture of the anchoring zone of the bead.
  • the connecting means extends radially outwardly beyond the portion corresponding to the rim hook.
  • the alignments are arranged axially outwardly with respect to the carcass-type reinforcement structure, and preferably axially outwardly with respect to the most axially outward stack of anchor wires. These are favorable positions to act against the forces induced by external bodies and thus protect the integrity of the tire.
  • the presence of axially outward alignments creates an area of high mechanical strength. Furthermore, this can for example prevent or reduce the probabilities of penetration of a foreign body into the tire.
  • the alignment cords can contribute to optimizing the lateral rigidity of the tire, in particular above the rim hook. With the possibility of modulating the layouts according to specific characteristics for specific areas. For example, one can provide a simple alignment on a portion of the lower zone, double, or even triple, on another portion where one seeks to increase the rigidity or to provide protection against impacts.
  • Part or all of the yarns in the alignment are advantageously non-metallic, and preferably of the textile type, such as aramid-based yarns, aromatic polyester, or other types of yarns with lower moduli such as yarns based on PET, nylon, rayon, etc.
  • These wires advantageously have a lower elastic modulus than that of the metal wires of the anchoring zone.
  • the wire alignments are arranged so as to be in contact with at least one mixture of high modulus rubber.
  • the wire alignments can be arranged so as to interfere in the anchoring zone of the bead.
  • the alignments are surrounded on a first side by a first mixture and on the other side by a second mixture.
  • the alignments are arranged on one side of the tire. It is then preferably on the outside, intended to be mounted towards the outside of the vehicle.
  • the structure remains simple and therefore less expensive than with alignments on both sides, while providing effective protection for the most stressed side.
  • the circumferentially oriented wires are not in direct contact with the radially oriented wires.
  • the present invention contributes to improving several other characteristics or properties of the tire. For example, it offers a protection or reinforcement structure for tires. It is also desirable that this structure easily lends itself to automated manufacturing.
  • FIG. 1 is a radial section essentially showing a sidewall and a bead of a first embodiment of a tire according to the invention
  • Figure 2 is a radial section essentially showing a sidewall and a bead of a variant of the embodiment of Figure 1;
  • Figure 3 is a radial section essentially showing a sidewall and a bead of another variant of the example of Figure 1;
  • FIG. 4 is a radial section essentially showing a sidewall and a bead of a second embodiment of a tire according to the invention.
  • Figure 5 is a radial section essentially showing a sidewall and a bead of a variant of the example of Figure 4;
  • wire generally designates both monofilaments and multifilaments, or assemblies such as cables, twists or even any other type of equivalent assembly, and this , whatever the material and the treatment of these threads, by example surface treatment or coating or pre-gluing to promote adhesion to rubber.
  • the characteristics of the wire mean, for example, its dimensions, its composition, its mechanical characteristics and properties (in particular the module), its chemical characteristics and properties, etc.
  • inextensible metallic wire is meant a wire having a relative elongation of less than 0.2% measured under 10% of its breaking force.
  • elastic metallic wire or elastic wire is meant a wire having a relative elongation greater than 0.5% measured at 10% of its breaking force.
  • circumferentially oriented wire is meant a wire oriented substantially parallel to the circumferential direction of the tire, that is to say making with this direction an angle in the range + 2.5 °, -2.5 ° around 0 °.
  • radially oriented wire a wire contained substantially in the same axial plane or in a plane making an angle with an axial plane less than or equal to 10 °.
  • a carcass-type reinforcing or reinforcing structure will be said to be radial when its wires are arranged at 90 °, but also, according to the terminology in use, at an angle close to 90 °.
  • module of elasticity of a rubber mixture is understood to mean a secant extension module obtained at a uniaxial extension deformation of the order of 10% at ambient temperature.
  • FIG. 1 illustrates the lower zone, in particular the bead 1 of a first embodiment of the tire according to the invention.
  • the bead 1 has an axially external portion 2 provided and shaped so as to be placed against the rim of a rim.
  • the upper or radially outer portion of portion 2 forms a portion 5 adapted to the rim hook. This portion is often curved axially outwards, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the portion 2 ends radially and axially inwards by a bead seat 4, adapted to be placed against a rim seat.
  • the bead also comprises an axially internal portion 3, extending substantially radially from the seat 4 towards the sidewall 6.
  • the tire also includes a reinforcement 10 or carcass-type reinforcement structure provided with reinforcements advantageously configured in a substantially radial arrangement.
  • This structure can be arranged continuously from one bead to the other, passing through the sidewalls and the top of the tire, or it can comprise two or more parts, arranged for example along the sidewalls, without covering the entire summit.
  • a central support for example a substantially rigid core imposing the shape of its internal cavity. All the constituents of the tire are applied to this core, in the order required by the final architecture, which are placed directly in their final place, without the profile of the tire having to be modified during manufacture.
  • These wires are preferably metallic, and possibly brass-plated. In each stack, the wires are advantageously substantially concentric and superimposed.
  • a laminated composite bead is produced inside the bead 1, between the wire alignments of the reinforcing structure, there are wires oriented circumferentially. These are arranged in a stack as in the figures, or in several adjacent stacks, or in bundles, or in any suitable arrangement, depending on the type of tire and / or the characteristics sought.
  • the radially internal end portions of the reinforcement structure 10 cooperate with the beads. This creates an anchoring of these portions in said beads.
  • the space between the circumferential wires and the reinforcing structure is occupied by a rubber compound for connection.
  • the anchoring zone extends into the bead so that at least a portion of the circumferential wire windings are in the anchoring zone, so that the windings "bathe" in the anchoring mixture.
  • This anchoring mixture is advantageously a mixture with substantially high modulus of elasticity.
  • the modulus of elasticity of such a mixture can reach or even exceed 10 to 15 Mpa, and even in certain cases reach, even exceed 40 Mpa.
  • the characteristics of the anchoring mixture are adapted in particular in order to contribute to the durability and integrity of the mechanical fixing of the reinforcement structure in the beads.
  • a stack can advantageously consist of a single wire wound (substantially at zero degrees) in a spiral over several turns, preferably from the smallest diameter to the largest diameter.
  • a stack can also be made up of several concentric wires placed one inside the other, so that rings of progressively increasing diameter are superimposed. It is not necessary to add a rubber mixture to ensure the impregnation of the reinforcing wire, or circumferential windings of wire.
  • the bead on each side of the reinforcement structure, comprises an arrangement of anchoring wires made up of 2 stacks of wires juxtaposed. They are advantageously arranged in the immediate vicinity of the reinforcing structure.
  • the structure illustrated in Figure 1 is particularly simplified and simple to produce. Certain forces from the reinforcement structure are transmitted to the circumferential windings via the anchoring mixture.
  • the tire also comprises a mechanical connection means 30.
  • the mechanical connection means takes the form of an arrangement 30 or alignment of reinforcing, or protective, wires 31, preferably textile type.
  • the arrangement of wires 31 is arranged in the axially external portion 2 of the bead, along the reinforcement structure 10. This arrangement cooperates with the anchoring zone 50.
  • at least a portion of the wires 31 is arranged in the anchoring zone, or in the anchoring mixture.
  • the arrangement can advantageously consist of a single wire wound (substantially at zero degrees) in a spiral, preferably from the smallest diameter to the largest diameter.
  • a pile can also consist of several concentric wires laid one inside the other.
  • the arrangement 30 of wires 31 can extend substantially radially along the sidewall or a portion of it.
  • the number of windings, the radial spacing, and the radial position of the arrangement can vary according to an infinite number of possibilities. These characteristics are defined as a function of the qualities sought in the low area of the tire, such as rigidity, resistance to wear, endurance, etc.
  • the arrangement 30 of wires 31 extends substantially radially from the base of the reinforcement structure 10.
  • the yarns are advantageously of a textile nature, such as, for example, aramid, hybrid, nylon, PET, or PEN.
  • the axially external stack 20 is eliminated, which provides a space making it possible, for example, to have part of the wires of the arrangement 30 close to the carcass-type reinforcement structure 10, in cooperation with anchoring zone 50.
  • FIGS. 3, 4 and 5 illustrate examples which are more particularly suitable for tires of the heavy goods vehicle type.
  • the reinforcing structure 10 is surrounded on either side by a layer of rubber or bonding mixture 60.
  • the layer of connection mixture is replaced on the radially outer side by a first packing 61, preferably of high modulus of elasticity, forming a substantially narrow strip running along the reinforcement structure 60 over a certain length.
  • a second padding 62 is disposed against the reinforcing structure 10 and then extends by forming a substantially narrow band extending radially internally, between the first padding 61 and a sidewall layer 63.
  • the second padding preferably as a modulus of elasticity, serves as a bonding rubber in the transition zone adjacent to the sidewall.
  • the sidewall mixture 63 preferably of low modulus of elasticity, is on the one hand, at the sidewall, placed against the layer of bonding rubber 60, and on the other hand, at the level of the transition zone and the bead, disposed against the second packing 62, thereby forming the coating layer on the axially external side of the tire.
  • An alignment 30 is arranged in the second packing 62 and extends substantially all along this layer.
  • FIG. 4 illustrates an example comprising a double reinforcement structure 10, being, at the level of the bead, separated by circumferential wires 21 and surrounded on either side by circumferential wires 21, for example forming one or more stacks of wires.
  • An alignment 30 of wires 31 is disposed in the axially external portion and extends substantially radially from the bead towards the side.
  • FIG. 5 illustrates a variant of the example of FIG. 4 in which the wires 31 of the arrangement 30 cooperate with the anchoring zone 50 of the carcass-type reinforcement structure 10 in the bead.
  • the most radially inner wires are provided in the high modulus rubber mixture of the anchoring zone 50.
  • the most radially external wires are placed outside this zone. This creates mechanical continuity contributing to the integrity of the anchoring zone.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, au moins un agencement de fils d'ancrage suivant un parcours sensiblement circonférentiel étant disposé de façon sensiblement adjacente à ladite structure, ledit pneumatique comprenant également au moins un alignement de fils de protection s'étendant sensiblement radialement le long de la zone formée par le flanc et le bourrelet.

Description

RENFORT LATERAL POUR PNEUMATIQUE
La présente invention concerne les pneumatiques. Plus particulièrement, elle concerne un pneumatique comportant des fils de renforcement ou de protection dans les flancs et dans les bourrelets.
Le renforcement des carcasses des pneumatiques est à l'heure actuelle constitué par une ou plusieurs nappes (désignées classiquement « nappes carcasses » de par le procédé de fabrication sous la forme de produits semi-finis en forme de nappes), pourvues de renforts filaires le plus souvent radiaux. L'ancrage ou le maintien de ces nappes ou renforts s'effectue, de façon traditionnelle par un retournement d'une portion de nappe autour d'une tringle disposée dans le bourrelet du pneumatique. Les bourrelets constituent le moyen permettant de fixer le pneumatique sur la jante. La rigidité du bourrelet ainsi constitué est très grande. La portion retournée de la carcasse, le plus souvent retournée axialement et radialement vers l'extérieur, procure un effet de protection contre les chocs et sollicitations externes les plus diverses que le pneumatique est susceptible de subir en utilisation courante. Toutefois, la hauteur, ou distance radiale, de ce retournement est limitée, ce qui limite la protection à une zone restreinte.
Par ailleurs, il existe aujourd'hui des pneumatiques qui ne disposent pas du traditionnel retournement de nappe carcasse autour d'une tringle, ni même d'une tringle, selon le sens traditionnel de cet élément. Par exemple, le document EP 0 582 196, décrit une façon d'agencer une structure de renfort de type carcasse dans les bourrelets, en disposant de façon adjacente à ladite structure de renfort des filaments circonférentiels, le tout étant noyé dans un mélange caoutchoutique d'ancrage ou de liaison, de préférence à haut module d'élasticité. Plusieurs agencements sont proposés dans ce document. Ce document fait par ailleurs référence à des pneumatiques fabriqués sans l'aide de produits semi-finis sous forme de nappes. Par exemple, les fils des différentes structures de renfort sont appliqués directement sur les couches adjacentes de mélanges caoutchoutiques, le tout étant appliqué par couches successives sur un noyau ayant une forme permettant d'obtenir directement un profil s'apparentant au profil final du pneumatique en cours de fabrication. Ainsi, dans ce cas, plutôt que des « nappes carcasses » au sens classique, on retrouve plus spécifiquement des «renforts de type carcasse ».
Selon un autre aspect, dans la technique actuelle, il est assez difficile d'assurer une modulation des caractéristiques du flanc et/ou du bourrelet. Le flanc doit présenter une souplesse importante, et le bourrelet doit au contraire présenter une importante rigidité. Par ailleurs, les renforts que l'on dispose dans cette partie du pneumatique présentent toujours inévitablement une discontinuité: au niveau de l'extrémité radialement supérieure du retournement de carcasse, on passe sans transition dans une zone dépourvue de ce retournement de carcasse, zone qui est donc inévitablement moins rigide.
La présente invention vise notamment à pallier ces différents inconvénients.
Pour ce faire, l'invention prévoit un pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans une zone d'ancrage prévue dans chacun des bourrelets , chaque bourrelet étant pourvu d'une base destinée à être montée sur un siège de jante et se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, au moins un agencement de fils d'ancrage suivant un parcours sensiblement circonferentiel étant disposé au moins partiellement dans la zone d'ancrage, de façon sensiblement adjacente à ladite structure de renfort, ledit pneumatique comprenant également dans la portion axialement externe par rapport à la zone d'ancrage au moins un moyen de liaison mécanique comprenant au moins un enroulement filaire sensiblement circonferentiel s'étendant sensiblement radialement extérieurement depuis la zone d'ancrage vers une zone radialement extérieure située au-delà de la portion correspondant sensiblement au crochet de jante, au moins une portion des fils dudit ou desdits enroulements du moyen de liaison étant de nature sensiblement élastique.
Pour les architectures où le traditionnel retournement de nappe carcasse autour d'une tringle est inexistant ou supprimé, il peut être avantageux de prévoir un moyen efficace permettant d'assurer une continuité ou liaison mécanique assurant une jonction ou connexion parfaitement assurée entre les différentes zones ou éléments de la zone basse, notamment entre la zone d'ancrage et la zone radialement extérieurement adjacente.
Un tel moyen de liaison peut permettre de protéger la zone basse et /ou le flanc du pneumatique contre les agressions de divers types auxquelles le pneumatique est sujet. Par la même occasion, la présence d'au moins un moyen de liaison au niveau de l'interface entre le bourrelet et le flanc, et plus particulièrement entre la zone d'ancrage et une zone correspondant sensiblement à la zone située radialement extérieurement et à proximité immédiate de la zone d'ancrage, procure un lien mécanique continu avantageux entre ces différentes zones du pneumatique, contribuant à son intégrité.
De manière avantageuse, la zone sensiblement voisine de la zone d'ancrage peut être prévue à proximité immédiate de la zone d'ancrage ou peut même se confondre au moins en partie avec cette dernière.
De manière avantageuse, ledit moyen de liaison comprend au moins un enroulement filaire sensiblement circonferentiel ou une série de fils alignés et répartis circonférentiellement. Les fils forment ainsi des alignements pouvant prendre une multiplicité de formes.
Ainsi, un alignement peut comprendre un seul ou plusieurs fils. Les alignements de fils peuvent également être agencés et fabriqués de plusieurs façons. Par exemple, un alignement peut avantageusement être constitué d'un seul fil enroulé
(sensiblement à zéro degré) en spirale sur plusieurs tours, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Il peut également être constitué de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre, de façon à ce que l'on superpose des anneaux de diamètres progressivement croissants. Il n'est pas nécessaire d'ajouter un mélange de caoutchouc pour assurer l'imprégnation du fil ou des enroulements circonférentiels de fil. Les fils peuvent aussi être discontinus le long du parcours circonferentiel.
De manière avantageuse, les fils de type sensiblement élastique sont prévus au moins dans la portion radialement externe du moyen de liaison mécanique. Ce type de fil procure un comportement adapté aux éventuelles zones de compression qui sont susceptibles de se former en fonctionnement, par exemple lorsque le flanc est repoussé vers l'intérieur. La probabilité de formation de telles zones est plus élevée à mesure que l'on s'éloigne du bourrelet, radialement extérieurement.
Grâce à l'utilisation de différents types de fils, avec différentes propriétés ou différents matériaux, chacun à un endroit bien spécifique, on peut optimiser les caractéristiques de la zone basse du pneumatique.
Selon une variante avantageuse, tous les enroulements sont de type sensiblement élastique.
Selon une autre variante, au moins une portion des fils du moyen de liaison sont avantageusement non métalliques, et de préférence de type textile ou hybride.
Les alignements de fils sont avantageusement disposés de façon à s'immiscer dans la zone d'ancrage du bourrelet.
La présente invention prévoit également l'utilisation d'un moyen de liaison mécanique substantiellement périphérique en tant que protection contre les efforts de cisaillement dans un pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, au moins un agencement de fils d'ancrage suivant un parcours sensiblement circonferentiel étant disposé de façon sensiblement adjacente à ladite structure, ledit moyen de liaison s'étend sensiblement radialement entre une zone sensiblement voisine de la zone d'ancrage vers une zone radialement extérieure située au-delà de la portion correspondant sensiblement au crochet de jante.
Le lien mécanique continu ainsi créé entre ces différentes zones du pneumatique contribue à son intégrité.
Le moyen de liaison mécanique est de préférence disposé axialement extérieurement par rapport à la zone d'ancrage.
Le moyen comprend au moins un fil aligné sensiblement circonférentiellement. Au moins une portion des fils dudit ou desdits enroulements est de nature sensiblement élastique. Les fils de type sensiblement élastique sont de préférence prévus au moins dans la portion radialement externe du moyen de liaison mécanique.
Selon une autre variante avantageuse, tous les enroulements sont de type sensiblement élastique.
Certains fils ou encore la totalité des fils du moyen de liaison sont avantageusement non métalliques, et de préférence de type textile ou hybride. Chaque enroulement peut aussi comporter plusieurs fils dont au moins deux ont des caractéristiques différentes. Les alignements de fils sont avantageusement disposés de façon à s'immiscer dans la zone d'ancrage du bourrelet. Le moyen de liaison mécanique se trouve ainsi au moins en partie noyé dans le mélange d'ancrage de la zone d'ancrage du bourrelet.
De manière avantageuse, le moyen de liaison s'étend radialement extérieurement au-delà de la portion correspondant au crochet de jante. Dans certaines variantes de réalisations, il peut s'avérer avantageux de prévoir un moyen de liaison, notamment sous forme d'enroulements circonférentiels, ne se prolongeant pas trop radialement extérieurement au-delà de la zone correspondant au crochet de jante. On vise de la sorte à éviter de placer des filaments circonférentiels dans une portion susceptible de subir des variations cycliques des efforts.
De manière avantageuse, les alignements sont disposés axialement extérieurement par rapport à la structure de renfort de type carcasse, et préférablement axialement extérieurement par rapport à la pile de fils d'ancrage la plus axialement extérieure. Il s'agit là de positions favorables pour agir contre les efforts induits par des corps extérieurs et ainsi protéger l'intégrité du pneumatique.
La présence d'alignements axialement extérieurement crée une zone de résistance mécanique élevée. Par ailleurs, cela peut par exemple empêcher ou diminuer les probabilités de pénétration d'un corps étranger dans le pneumatique.
Les fils des alignements peuvent contribuer à optimiser la rigidité latérale du pneumatique, notamment au-dessus du crochet de jante. Avec la possibilité de moduler les agencements en fonction des caractéristiques spécifiques pour des zones spécifiques. Par exemple, on peut prévoir un alignement simple sur une portion de la zone basse, double, voire triple, sur une autre portion où on cherche à augmenter la rigidité ou à procurer une protection contre les impacts.
Une partie ou la totalité des fils de l'alignement est avantageusement non métallique, et de préférence de type textile, tels des fils à base d'aramide, de polyester aromatique, ou encore d'autres types de fils à modules moins élevés tels des fils à base de PET, nylon, rayonne, etc. Ces fils ont avantageusement un module élastique plus faible que celui des fils métalliques de la zone d'ancrage.
De manière avantageuse, les alignements de fils sont disposés de façon à être en contact avec au moins un mélange de gomme à haut module. Ainsi, les alignements de fils peuvent être disposés de façon à s'immiscer dans la zone d'ancrage du bourrelet.
Dans un exemple avantageux, les alignements sont entourés d'un premier côté par un premier mélange et de l'autre côté par un second mélange.
Selon un autre exemple avantageux, les alignements sont disposés d'un seul côté du pneumatique. Il s'agit alors de préférence du côté extérieur, prévu pour être monté vers l'extérieur du véhicule. La structure reste simple et donc moins coûteuse qu'avec des alignements des deux côtés, tout en procurant une protection efficace pour le côté le plus sollicité.
De préférence, les fils orientés circonférentiellement ne sont pas au contact direct des fils orientés radialement.
La présente invention contribue à améliorer plusieurs autres caractéristiques ou propriétés du pneumatique. Par exemple, elle propose une structure de protection ou de renforcement pour pneumatique. Il est par ailleurs souhaitable que cette structure se prête aisément à une fabrication automatisée.
Elle propose également une structure de renforcement pour pneumatique qui prend en compte les différents efforts mécaniques en présence dans les différentes zones des bourrelets lors du fonctionnement, notamment à pression nominale. Elle propose enfin un type d'agencement des différents éléments constituants d'un pneumatique afin de pouvoir affiner certaines caractéristiques telles la rigidité, la résistance aux impacts, etc, notamment un agencement de la zone basse du pneumatique qui procure un ancrage efficace et durable de la structure de renfort dans les bourrelets du pneumatique.
Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 5 où:
la figure 1 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une première forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ;
la figure 2 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une variante de la forme d'exécution de la figure 1 ;
la figure 3 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une autre variante de l'exemple de la figure 1 ;
la figure 4 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une seconde forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention;
la figure 5 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une variante de l'exemple de la figure 4;
Pour rappel, "radialement vers le haut", ou "radialement supérieur" ou "radialement extérieurement" signifie vers les plus grands rayons.
Dans le présent mémoire, le terme « fil » ou « filaire » désigne en toute généralité 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 soit la matière et le traitement de ces fils, par exemple traitement de surface ou enrobage ou préencollage pour favoriser l'adhérence sur le caoutchouc.
Par caractéristiques du fil, on entend par exemple ses dimensions, sa composition, ses caractéristiques et propriétés mécaniques (notamment le module), ses caractéristiques et propriétés chimiques, etc.
Par « fil métallique inextensible », on entend un fil ayant un allongement relatif inférieur à 0,2% mesuré sous 10% de sa force de rupture.
Par « fil métallique élastique ou fil élastique », on entend un fil ayant un allongement relatif supérieur à 0,5% mesuré à 10% de sa force de rupture.
Par « fil orienté circonférentiellement », on entend 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 +2,5°, -2,5° autour de 0°.
Par « 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°.
Une structure de renfort ou de renforcement de type carcasse sera dite radiale lorsque ses fils sont disposés à 90°, mais aussi, selon la terminologie en usage, à un angle proche de 90°.
On entend par "module d'élasticité" d'un mélange caoutchoutique, un module d'extension sécant obtenu à une déformation d'extension uniaxiale de l'ordre de 10% à température ambiante.
La figure 1 illustre la zone basse, notamment le bourrelet 1 d'une première forme d'exécution du pneumatique selon l'invention. Le bourrelet 1 comporte une portion axialement externe 2 prévue et conformée de façon à être placée contre le rebord d'une jante. La portion supérieure, ou radialement externe de la portion 2 forme une portion adaptée 5 au crochet de jante. Cette portion est souvent incurvée axialement vers l'extérieur, tel qu'illustré aux figures 1 et 2. La portion 2 se termine radialement et axialement vers l'intérieur par un siège de bourrelet 4, adapté pour être disposé contre un siège de jante. Le bourrelet comporte également une portion axialement interne 3, s'étendant sensiblement radialement depuis le siège 4 vers le flanc 6.
Le pneumatique comporte également une structure de renfort 10 ou de renforcement de type carcasse pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut être agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet du pneumatique, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet.
Afin de positionner les fils de renforcement de façon aussi précise que possible, il est très avantageux de confectionner le pneumatique sur support central, par exemple un noyau sensiblement 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 disposé directement à leur place finale, sans que le profil du pneumatique doive être modifié lors de la confection.
Des fils circonférentiels 21 agencés de préférence sous forme de piles 22, forment un agencement de fils d'ancrage 20, prévu dans chacun des bourrelets. Ces fils sont de préférence métalliques, et éventuellement laitonnés. Dans chaque pile, les fils sont avantageusement sensiblement concentriques et superposés.
Afin d'assurer un parfait ancrage de la structure de renfort, on réalise un bourrelet composite stratifié. A l'intérieur du bourrelet 1 , entre les alignements de fil de la structure de renfort, on dispose des fils orientés circonférentiellement. Ceux-ci sont disposés en une pile comme sur les figures, ou en plusieurs piles adjacentes, ou en paquets, ou en toute disposition judicieuse, selon le type de pneumatique et/ou les caractéristiques recherchées. Les portions d'extrémité radialement internes de la structure de renfort 10 coopèrent avec les bourrelets. Il se crée ainsi un ancrage de ces portions dans lesdits bourrelets. Afin de favoriser cet ancrage, l'espace entre les fils circonférentiels et la structure de renfort est occupé par un mélange caoutchoutique de liaison. On peut également prévoir l'utilisation de plusieurs mélanges ayant des caractéristiques différentes, délimitant plusieurs zones, les combinaisons de mélanges et les agencements résultants étant quasi-illimités. Il est toutefois avantageux de prévoir la présence d'un mélange d'ancragedans la zone d'intersection entre l'arrangement de fils et la structure de renfort, formant ainsi une zone d'ancrage 50. De manière avantageuse, la zone d'ancrage s'étend dans le bourrelet de façon à ce qu'au moins une portion des enroulements filaires circonférentiels soient dans la zone d'ancrage, de sorte que les enroulements « baignent » dans le mélange d'ancrage. Ce mélange d'ancrage est avantageusement un mélange à sensiblement haut module d'élasticité. A titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité d'un tel mélange peut atteindre ou même dépasser 10 à 15 Mpa, et même dans certains cas atteindre, voire dépasser 40 Mpa. Les caractéristiques du mélange d'ancrage sont adaptées notamment afin de contribuer à la pérennité et à l'intégrité de la fixation mécanique de la structure de renfort dans les bourrelets.
Les arrangements de fils peuvent être agencés et fabriqués de plusieurs façons. Par exemple, une pile peut avantageusement être constituée d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale sur plusieurs tours, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre, de façon à ce que l'on superpose des anneaux de diamètre progressivement croissant. Il n'est pas nécessaire d'ajouter un mélange de caoutchouc pour assurer l'imprégnation du fil de renfort, ou des enroulements circonférentiels de fil.
Dans l'exemple de la figure 1 , de chaque côté de la structure de renfort, le bourrelet comprend un agencement de fils d'ancrage constitué de 2 piles de fils juxtaposées. Elles sont avantageusement disposées à proximité immédiate de la structure de renfort. La structure illustrée à la figure 1 est particulièrement simplifiée et simple à réaliser. Certains efforts de la structure de renfort sont transmis aux enroulements circonférentiels par l'intermédiaire du mélange d'ancrage.
Le pneumatique comporte en plus un moyen de liaison mécanique 30. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, le moyen de liaison mécanique prend la forme d'un agencement 30 ou alignement de fils de renfort 31 , ou de protection, de préférence de type textile.
Dans cet exemple, l'agencement de fils 31 est disposé dans la portion axialement externe 2 du bourrelet, le long de la structure de renfort 10. Cet agencement coopère avec la zone d'ancrage 50. Par exemple, au moins une portion des fils 31 est disposée dans de la zone d'ancrage, ou dans le mélange d'ancrage.
L'agencement peut avantageusement être constitué d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre.
Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre. L'agencement 30 de fils 31 peut se prolonger sensiblement radialement le long du flanc ou d'une portion de celui-ci.
Le nombre d'enroulements, l'écartement radial, et la position radiale de l'agencement peuvent varier selon une infinité de possibilités. Ces caractéristiques sont définies en fonction des qualités recherchées au niveau de la zone basse du pneumatique, telles la rigidité, la résistance à l'usure, l'endurance, etc. Par exemple, l'agencement 30 de fils 31 s'étend sensiblement radialement depuis la base de la structure de renfort 10. Les fils sont avantageusement de nature textile, comme par exemple en aramide, hybride, nylon, PET, ou PEN.
Dans l'exemple illustré à la figure 2, la pile 20 axialement externe est supprimée, ce qui procure un espace permettant de disposer par exemple une partie des fils de l'agencement 30 près de la structure de renfort de type carcasse 10, en coopération avec la zone d'ancrage 50.
Les figures 3, 4 et 5 illustrent des exemples plus particulièrement adaptés pour des pneumatiques de type poids lourd.
A la figure 3, la structure de renfort 10 est entourée de part et d'autre par une couche de gomme ou mélange de liaison 60. Entre le bourrelet et le flanc, en partant du bourrelet et en se dirigeant vers le flanc, la couche de mélange de liaison est remplacée du côté radialement extérieur par un premier bourrage 61 , de préférence de haut module d'élasticité, formant une bande sensiblement étroite longeant la structure de renfort 60 sur une certaine longueur. Radialement plus à l'extérieur, un second bourrage 62 est disposé contre la structure de renfort 10 puis se prolonge en formant une bande sensiblement étroite s'étendant radialement intérieurement, entre le premier bourrage 61 et une couche de mélange flanc 63. Le second bourrage, de préférence de moyen module d'élasticité, sert de gomme de liaison dans la zone de transition adjacente au flanc. Le mélange flanc 63, de préférence de faible module d'élasticité, est d'une part, au niveau du flanc, disposé contre la couche de gomme de liaison 60, et d'autre part, au niveau de la zone de transition et du bourrelet, disposé contre le second bourrage 62, pour ainsi former la couche de revêtement du côté axialement externe du pneumatique. Un alignement 30 est disposé dans le second bourrage 62 et s'étend sensiblement tout le long de cette couche.
Sans sortir du cadre de l'invention, on peut prévoir un ou plusieurs alignements, continus ou discontinus, dans d'autres couches, ou dans des portions de couches. La figure 4 illustre un exemple comportant une double structure de renfort 10, étant, au niveau du bourrelet, séparée par des fils circonférentiels 21 et entourée de part et d'autre de fils circonférentiels 21 , formant par exemple une ou plusieurs piles de fils. Un alignement 30 de fils 31 est disposé dans la portion axialement externe et s'étend sensiblement radialement depuis le bourrelet vers le flanc.
La figure 5 illustre une variante de l'exemple de la figure 4 dans laquelle les fils 31 de l'agencement 30 coopèrent avec la zone d'ancrage 50 de la structure de renfort de type carcasse 10 dans le bourrelet. Les fils les plus radialement intérieurs sont prévus dans le mélange de gomme à haut module de la zone d'ancrage 50. Les fils les plus radialement externes sont disposés hors de cette zone. Il se crée de la sorte une continuité mécanique contribuant à l'intégrité de la zone d'ancrage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans une zone d'ancrage prévue dans chacun des bourrelets , chaque bourrelet étant pourvu d'une base destinée à être montée sur un siège de jante et se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, au moins un agencement de fils d'ancrage suivant un parcours sensiblement circonferentiel étant disposé au moins partiellement dans la zone d'ancrage, de façon sensiblement adjacente à ladite structure de renfort, ledit pneumatique comprenant également dans la portion axialement externe par rapport à la zone d'ancrage au moins un moyen de liaison mécanique comprenant au moins un enroulement filaire sensiblement circonferentiel s'étendant sensiblement radialement extérieurement depuis la zone d'ancrage vers une zone radialement extérieure située au-delà de la portion correspondant sensiblement au crochet de jante, au moins une portion des fils dudit ou desdits enroulements du moyen de liaison étant de nature sensiblement élastique.
2. Pneumatique selon la revendication 1 , dans lequel les fils de type sensiblement élastique sont prévus au moins dans la portion radialement externe du moyen de liaison mécanique.
3. Pneumatique selon la revendication 1 , dans lequel tous les enroulements sont de type sensiblement élastique.
4. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des fils du moyen de liaison sont avantageusement non métalliques, et de préférence de type textile ou hybride.
5. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les alignements de fils sont disposés de façon à s'immiscer dans la zone d'ancrage du bourrelet.
6. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les alignements sont disposés d'un seul côté du pneumatique.
7. Utilisation d'un moyen de liaison mécanique substantiellement périphérique en tant que protection contre les efforts de cisaillement dans un pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, au moins un agencement de fils d'ancrage suivant un parcours sensiblement circonferentiel étant disposé de façon sensiblement adjacente à ladite structure, ledit moyen de liaison s'étend sensiblement radialement entre une zone sensiblement voisine de la zone d'ancrage vers une zone radialement extérieure située au-delà de la portion correspondant sensiblement au crochet de jante.
8. Utilisation d'un moyen de liaison selon la revendication 7, dans laquelle ledit moyen de liaison mécanique est disposé axialement extérieurement par rapport à la zone d'ancrage.
9. Utilisation d'un moyen de liaison selon l'une des revendications 7 ou 8, dans laquelle ledit moyen comprend au moins un fil aligné sensiblement circonférentiellement.
10. Utilisation d'un moyen de liaison selon l'une des revendications 7 à 9, au moins une portion des fils dudit ou desdits enroulements étant de nature sensiblement élastique.
11. Pneumatique selon la revendication 10, dans lequel les fils de type sensiblement élastique sont prévus au moins dans la portion radialement externe du moyen de liaison mécanique.
12. Pneumatique selon la revendication 10, dans lequel tous les enroulements sont de type sensiblement élastique.
13. Utilisation d'un moyen de liaison selon l'une des revendications 10 à 12, dans laquelle les alignements de fils sont disposés de façon à s'immiscer dans la zone d'ancrage du bourrelet.
14. Utilisation d'un moyen de liaison selon l'une des revendications 11 à 14, dans laquelle les alignements sont disposés d'un seul côté du pneumatique.
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