"Pneumatique pour véhicules tous-terrains"
La présente invention est relative à des pneumatiques pour des véhicules tous-terrains, par exemple des véhicules de construction tels que des camions à benne basculante, des racleurs, des chargeurs, etc., des véhicules de
culture tels qu'un ramasseur de troncs, un pousseur de
troncs, etc. et des véhicules industriels tels qu'un chariot
élévateur à fourche, un chariot de chantier, des remorques,
etc.
Des pneumatiques de ce genre sont utilisés sur des terrains divers où des obstructions telles que des pierres, des morceaux de métal brisé et de verre, ainsi que des sou-
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pneumatique est en général importante. Il en résulte que ce genre de pneumatiques doit offrir une résistance élevée à
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propriété de résistance aux coupures) et ils doivent pouvoir être utilisés pendant de longues périodes.
Les propriétés les plus importantes requises pour un tel genre de pneumatiques sont la résistance aux coupures, la résistance aux séparations dans et entre les couches de la partie de couronne et d'autres parties du pneumatique (dénom-
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que la résistance à l'abrasion. Il s'est révélé en particulier nécessaire d'augmenter la propriété de résistance aux ccupures.
On a par conséquent déjà cherché à améliorer la propriété de résistance aux coupures de ce genre de pneumatiques. Cependant, ces tentatives n'ont pas toujours permis d'améliorer la propriété de résistance aux coupures du pneumatique. En outre, le pneumatique possède un inconvénient majeur en ce qui concerne la propriété de résistance à la séparation dans la partie de chape ou de couronne et dans d'autres parties du pneumatique, de telle sorte qu'il est difficile d'utiliser un tel pneumatique pour des véhicules tous-terrains. Il a précédemment été proposé comme premier type de pneumatiques classiques, d'utiliser un pneumatique dit à fil métallique sous chape (dénommé ci-après pneumatique WUT).
Le pneumatique WUT comprend une couche caoutchouteuse contenant de minces filaments de fil métallique qui y sont noyés avec chacun une longueur de l'ordre de 10 mm, tout en étant disposés entre le caoutchouc de la chape et la carcasse afin d'empêcher la propagation d'un endommage-
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de roulement de pneumatique et pénétrant dans la partie interne de celui-ci, comme décrit par exemple dans des brevets aux Etats-Unis d'Amérique Nos 3.085.616, 3.095.026,
3.095.027, 3.097.915, 3.057.389, 3.050.098 et 3.043.357.
Le pneumatique WUT a été essayé en pratique. En fait, toutefois, si la quantité de filaments métalliques noyés dans la couche caoutchouteuse est augmentée de manière à obtenir une propriété de résistance aux coupures suffisamment
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rieur d'une couche de fils sous chape (dénommée ci-après couche WUT) ou entre la couche WUT et le caoutchouc de la chape, ou encore entre la couche WUT et la carcasse, ce qui entraine un défaut par séparation prématurée avant de parvenir aux avantages de l'amélioration de la propriété de résistance aux coupures.
Au contraire, si la quantité de filaments métalliques noyés dans la couche caoutchouteuse est diminuée pour éviter le défaut dû à une séparation prématurée, la propriété de résistance aux coupures désirée ne peut pas être obtenue. il en résulte que les tentatives d'amélioration de la durée générale du pneumatique WUT n'ont pas été couronnées de succès en pratique.
Un second type de pneumatiques classiques est constitué par un pneumatique avec un isolateur de cordes d'acier. Comme il est bien connu dans la technique, une corde d'acier typique est constituée par une corde obtenue en tordant ensemble plusieurs brins, chacun d'eux étant formé en tordant ensemble plusieurs minces filaments alongés ayant chacun un
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teuse contenant les cordes d'acier précitées qui y sont
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et le caoutchouc de la chape de manière à empêcher la progression d'un endommagement dû à des entailles partant de la partie de chape du pneumatique et pénétrant dans sa partie interne. Les éléments précités constituent la partie essentielle du second type de pneumatiques classiques avec un
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Le fait que l'isolateur en cordes d'acier est efficace pour améliorer dans une certaine mesure la propriété de résistance aux coupures du pneumatique en réduisant par exemple l'apparition de crevaisons de pneumatiques pour automobiles dues en général à des clous est bien connu dans la technique. Il s'est toutefois révélé que l'isolateur de cordes d'acier tel qu'appliqué au pneumatique pour des véhicules tous-terrains n'est pas efficace pour améliorer la propriété de résistance aux coupures dans certaines conditions d'utilisation, qu'un défaut par séparation prématurée est produit par l'isolateur en cordes d'acier et qu'on ne peut obtenir aucune amélioration de la durée générale du pneurnatique.
Ceci est dû aux propriétés de l'élément de renforcement constitué par la corde d'acier.
pour mieux comprendre l'objet de la présente in-
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sultant d'expériences concernant le mécanisme général d'apparition d'endommagements dus à des coupures dans un pneumatique pour des véhicules tous-terrains.
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<EMI ID=11.1> type, des coupures sur viennent dans la surface en caoutchouc de la chape ou de la bande de roulement et elles pénètrent jusqu'à la partie interne du pneumatique, comme illustré à la figure 1A des dessins annexés. Dans le second type, les coupures ne surviennent pas sur la surface en caoutchouc de la chape, mais dans la couche de la bande de
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d'isolateur comme illustré à la figure le.
Le premier type de coupures illustré à la figure
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tions telles que de* pierres à bord aigu, des morceaux de métal et de verre, des souches, des blocs de bois, etc. et que les obstructions pénètrent à partir de la surface de
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d'un outil de coupe pénétrait dans la carcasse à partir de la surface de rouleme nt.
Ceci revient à dire que la position d'effort maximum est déplacéeà partir de la surface de roulement et se propage successivement dans la carcasse en réponse à des entailles ou coupures du caoutchouc.
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une obstruction possédant un angle relativement grand ou des coins arrondis. Dans ce cas, la contrainte ou l'effort maximum se situe à l'intérieur de la couche de chape ou de banda de roulement (figure la) ou de la couche d'isolateur
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développe,
comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui
<EMI ID=17.1> d'acuité des angles des obstructions et donc à cause de la différence de la position de concentration locale de l'effort initial.
En outre, il existe d'autres coupures ou entailles qui sont semblables au second type précité, il s'agit d'un phénomène suivant lequel les coupures initiales surviennent dans la couche d'isolateur ou la couche d'épaisseur de carcasse alors que le pneumatique tout en tournant à grande vitesse rencontre brutalement des obstructions offrant un relativement grand angle ou des coins arrondis.
Le mécanisme de production des coupures jusqu'en
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re le. cependant, avec est autre genre de coupures, si le pneumatique tournant à grande vitesse rencontre brutalement des obstructions, il est rapidement déformé en augmentant la constante de ressort dynamique du pneumatique dans son ensemble et en réduisant sa faculté d'absorption des chocs. Il en résulte que l'énergie produite à la suite de la collision est concentrée localement dans le pneumatique, c'està-dire que l'effort local maximum devient très grand. La vitesse de déformation rapide amène le caoutchouc de la chape ou de la bande de roulement à augmenter très fortement
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se Modifient en concentrant la position d'effort maximum dans la couche d'isolateur ou la couche d'épaisseur de carcasse. Ainsi, la corde de la couche d'isolateur ou de la couche d'épaisseur de carcasse atteint son point de rupture,
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un défaut par éclatement.
En général, on établit une distinction entre ce dé-
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conformément à cette pratique classique. Le mécanisme suivant lequel ce défaut survient est toutefois très semblable à celui résultant d'une coupure.
Dans le présent brevet, par conséquent, l'expression "coupure du pneumatique" qui doit être empêchée, doit être considérée comme comprenant :
(1) des coupures à la surface du pneumatique,
(2) des coupures dans la partie interne du pneumatique et
(3) des coupures de corde ou un éclatement par choc du
pneumatique.
Comme décrit précédemment, l'isolateur en cordes d'acier classique offre l'inconvénient que la propriété de résistance aux coupures ne peut pas être améliorée dans certaines conditions- d'exploitation, comme décrit ci-avant, et qu'il apparaît un défaut par séparation relativement rapidement, de telle sorte que la durée générale du pneumatique ne peut pas être améliorée. Ce fait sera à présent décrit plus en détail en se référant au mécanisme de production de coupure défini précédemment.
La pénétration de la coupure en surface vers la partie interne du pneumatique peut être éventuellement arrêtée par une couche d'isolateur en acier, étant donné que la corde d'acier a une résistance à la traction suffisamment élevée.
Cependant, s'il survient une coupure interne ou une rupture de corde ou encore un éclatement par impact, l'effort sera vraisemblablement concentré dans les cordes en acier, étant donné que le module d'élasticité sous tension de la corde en acier est de loin supérieur à celui du caoutchouc de la bande de roulement ou de la corde en fibres organiques de l'épaisseur de carcasse. En outre, l'allongement à la rupture de la corde en acier est aviron 0,08 à 0,11 fois inférieur à celui de la corde de fibres organiques de l'épaisseur de carcasse, de telle sorte que la corde en acier cst aisément rompue.
La partis de la corde en acier qui se rompt prématurément entraîne une séparation prématurée et il en résulte que la durée générale du pneumatique ne peut pas être améliorée.
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té sous tension et sous compression extrêmement élevé a pour résultat un pneumatique pour véhicules tous-terrains présentant les inconvénients suivants
(1) Une séparation peut apparaître vraisemblablement.
Par exemple, lorsque le pneumatique est appliqué avec une pression interne ou est mis en rotation sous charge, l'amplitude de déplacement de la corde en acier par rapport au caoutchouc l'entourant est différente, de telle sorte que la séparation peut survenir aux bords d'extrémité de la corde en acier et dans d'autres parties.
(2) Les cordes sont sujettes à la rupture.
Lorsque le pneumatique est mis en rotation sous charge, la corde d'isolateur est soumise à une force de compression axiale. Cette dernière ne peut pas être absorbée par la corde en acier à cause de son module d'élasticité en compression élevé et il en résulte que la corde en acier s'effondre fréquemment, la répétition de ce phénomène entraînant la rupture de la corde d'isolateur.
(3) Une accélération de l'abrasion de coupure de la bande de
r oulement.
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en flexion, de telle sorte que la capacité d'enveloppement. du pneumatique, c'est-à-dire la propriété du pneumatique lui permettant lorsqu'il circule sur de petites obstruc-
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bande de roulement, est réduite. Il en résulte que le pneu-
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diaires augmentant l'abrasion due aux coupures qui tend
à éliminer par usure la surface du caoutchouc de la bande de roulement en succession.
Pour résumer, l'élément de renforcement constituant la couche de protection contre les coupures du pneumatique pour une utilisation sur des terrains irréguliers doit avoir les propriétés suivantes :
(1) une résistance à la traction nécessaire et suffisante pour réaliser l'effet de protection contre les coupures ;
(2) un allongement à la rupture nécessaire et suffisant pour réaliser l'effet de protection c:ontre "tous les types de coupure", et
(3) un module d'élasticité en tension et en compression se situant dans une plage ne provoquant pas une accélération de la séparation et de l'abrasion des coupures de la bande de roulement n'entraînant pas une "rupture des cordes".
Comme on peut se rendre compte d'après ce qui précède, la couche de protection contre les coupures du pneumatique WUT proposée en tant que premier type de pneumatique classique est constituée par des filaments métalliques avec une longueur de l'ordre de 10 mm, aussi bien que le pneumatique à isolateur en cordes d'acier proposé en tant que se-cond type de pneumatique classique at obtenu en tordant ensemble plusieurs filaments d'acier allongés, ne convient pas en tant que couche de protection contre les coupures pour un pneumatique destiné à des véhicules tous-terrains.
L'invention a pour but d'offrir un troisième type d'élément de renforcement convenant en tant que couche de protection contre les coupures pour des pneumatiques destinés à des véhicules tous-terrains.
Après de longues recherches pour un tel troisième type d'élément de renforcement, on a envisagé des filaments à formation hélicoïdale tels que décrits dans une demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.682.222.
Comme décrit en détail dans ce brevet, les fila-
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matière de ceinture pour le pneumatique radial ou le pneumatique ceinturé. Dans la mesure où les filaments à formation hélicoïdale possèdent la capacité propre d'agir en tant qu'organes de support en tension suivant le sens périphérique du pneumatique, ils sont pratiquement inextensibles et semblables au second type précité de l'isolateur en cordes d'acier. Il en résulte que même si les filaments à formation hélicoïdale sont appliqués en soi au pneumatique en tant
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à un essai particulier.
Des essais expérimentaux effectués pour parvenir
à éliminer tous las inconvénients rencontrés avec le pneumatique classique ont donné pour résultat l'utilisation d'un "faisceau de filaments à formation hélicoïdale" assemblés entre eux sans torsion en tant que troisième type d'élément de renforcement de manière à obtenir un allongement à la rup-.
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tection contre les coupures d'un pneumatique destiné à des véhicules tous-terrains en assurant une amélioration appréciable de la durée générale d'un tel type de pneumatiques.
La construction et l'effet :'\un tel faisceau de filaments à formation hélicoïdale seront à présent décrits.
En tant qu'élément de renforcement, on peut utiliser une corde formée par un faisceau de 2 à 50 et ue préférence de 3 à 30 relativement minces filaments ayant cha-
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à 0,5 mm et constituée en les assemblant simplement entre eux sans torsion et sans les lier à l'aide de fils de liaison externes,chaque filament étant fait d'une matière rentrant dans la gamme définie ci-après de résistance à la
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façon élastique et permanente.
La filament à façonnage hélicoïdal peut être fait d'acier et d'autres métaux possédant une propriété de résistance aux coupures élevées ou par du verre ou des matières organiques. Une matière telle que le nylon, la rayonne, etc. utilisée habituellement en tant que corde pour pneumatique et possédant une résistance à la traction de l'or-
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tant que matière de résistance aux coupures. Il a été découvert que la matière de résistance aux coupures peut être une matière possédant une résistance à la traction d'au
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moins 200 kg/mm lorsqu'on requiert une propriété de résistance aux coupures maximum.
Cette valeur de la résistance à la traction est la valeur minimum nécessaire pour arrêter la croissance et la pénétration des coupures commençant à la surface de roulement à l'aide de la couche d'isolateur et nécessaire pour empêcher les coupures de corde et les éclatements d'impact.
L'allongement à la rupture de l'élément de renforcement composé du faisceau de filaments à formation hélicoïdale, qui est sa caractéristique la plus importante, doit être au plus de 1,7 fois et de préférence 1,4 fois celui de la corde en fibres organiques de la carcasse.
Ceci provient du fait que si l'allongement à la rupture de l'élément de renforcement dépanse 1,7 fois celui de la corde en fibres organiques de la carcasse, cette corde de carcasse parvient à son point de rupture avant que l'élément de renforcement ou d'armature de l'isolateur atteigne son point de rupture, ce qui empêche d'y déplacer le point de rupture de l'élément de renforcement.
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renforcement de l'isolateur doit être au moins 0,15 fois et de préférence au moins 0,25 fois celui de la corde en fibres organiques de la carcasse. Ceci correspond à un allongement à la rupture qui est de 2 à 3 fois supérieur à celui de la corde en acier classique et qui ne pourrait pas être obtenu par une corda en acier formée en tordant ensemble des fils d'acier.
Les coupures surviennent localement en un endroit quelconque sur la partie de couronne ou de chapu du pneumatique et le nombre d'apparitions des coupures est différent en fonction de l'endroit de la partie de chape du pneumatique où surviennent les coupures. La plage dans laquelle 1\effort et la contrainte surviennent à cause dus coupures est limitée à une région relativement locale et il en résulte que l'allongement à la rupture précité de l'élément de renforcement dans la couche de protection contre les coupures doit être satisfait dans n'importe quelle position locale du pneumatique. Ainsi, l'allongement à la rupture est défini de telle sorte qu'il soit obtenu pour une longueur de 25 mm de l'élément de renforcement.
L'allongement à la rupture et le module d'élasticité précités peuvent être obtenus pour un diamètre � du filament à formation hélicoïdale, un diamètre moyen D d'une hélice délimintée par un pas du filament à formation hélicoïdale et un pas de celui-ci comme défini ci-après.
On a représenté à la figure 2A une vue en élévation latérale du filament à formation hélicoïdale et à la figure 2B une hélice délimitée par un pas du filament à <EMI ID=36.1>
idéale de l'hélice délimitée par un pas du filament à formation hélicoïdale devrait être un cercle parfait pour égaliser l'effort qui lui est appliqué. Il s'est révélé que si un rapport entre un diamètre maximum (Dmax) de l'hé lice et un diamètre minimum (Dmin) de celle-ci se sicue dans une plage décrite plus en détail ci-après, l'effort appliqué à l'hé lice est réparti pratiquement uniformément et qu'ainsi la rupture prématurée par fatigue n'est pas provoquée. Dans ce but, à la figure 2B, un rapport entre le diamètre maximum
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ge de 1 à 1,5.
En outre, il a été découvert qu'un diamètre moyen
<EMI ID=38.1> mation hélicoïdale.
Comme procédé pour obtenir un allongement désiré de l'isolateur sans tordre ensemble des filaments formés chacun par une matière pcssédant une résistance à la traction élevée, par exemple de l'acier à forte teneur en carbone, on peut concevoir l'agencement de filaments ondulés parallèlement entre eux dans un même plan. Dans ce cas, toutefois, l'effort est concentré dans les parties coudées du filament ondulé en réponse à un allongement et une compression dans son sens longitudinal. En outre, cet effort est un effort de flexion qui est concentré dans une partie de la section transversale de l'hélice délimitée par le filament, de telle sorte qu'il apparaît fréquemment une rupture prématurée due à la fatigue dans les parties coudées du filament. Par conséquent, il a été découvert que les mesures décrites ne peuvent pas être mises en oeuvre en pratique.
Au contraire, l'utilisation du filament à formation hélicoïdale assure un allongement nécessaire. Dans ce cas, l'effort produit en réponse à l'extension ou la compression dans le sens longitudinal du filament à formation
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porte quelle partie dans son sens longtudinal. En outre, l'effort précité est un effort de cisaillement en torsion qui peut être aisément réparti d'une façon relativement uniforme sur la section transversale du filament, de telle sorte qu'il est possible d'éviter complètement la rupture due à la fatigue.
Des essais expérimentaux ont démontré que si des filaments à formation hélicoïdale faits d'acier sont utilisés en tant qu'élément de renforcement d'une couche de protection contre les coupures, la propriété de résistance aux coupures du pneumatique dépend de la superficie en section transversale générale des filaments qui sont incorporés dans la surface de rupture de la coupure mais ne dépend pas de chaque superficie en section transversale des filaments respectifs. Il en résulte qu'il peut être désirable d'utiliser un filament qui est aussi réduit que possible en diamètre. cependant, l'utilisation d'un filament dont le diamètre � est inférieur à 0,1 mm a pour résultat l'apparition de coupures des filaments avec une fréquence inadmissible au cours du façonnage du filament à formation hélicoïdale.
Au contraire, si on utilise un filament dont le diamètre $ est supérieur à 1,0 mm, un effort interne produit dans ce filament au cours du façonnage du filament à formation hélicoïdale devient excessivement grand. En outre, l'effort de cisaillement en torsion lorsqu'une extension ou une compression est appliquée au filament suivant sa direction longitudinale, se concentre dans l'hélice délimitée par le filament. Il en résulte que la superficie en section transversale totale requise pour maintenir une solidité suffisante pour s'opposer à une même force extérieure deviert plus grande que celle nécessaire pour le filament mince, ce qui exige beaucoup plus de matière. Par conséquent, l'utilisation d'un filament avec un diamètre supérieur à 1,0 mm n'est pas économique.
Comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui précède, le diamètre 0 du filament doit se situer dans une plage de 0,1 à 1,0 mm.
Le rapport entre le diamètre 0 du filament et le diamètre moyen D de l'hélice délimité par un pas du filament à formation hélicoïdale sera à présent décrit. Si D est inférieur à 2�, le pas du filament à formation hélicoldale doit être excessivement petit pour parvenir à l'allon-
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surviennent fréquemment avec une fréquence inadmissible de la même façon que lors de l'utilisation d'un filament dont
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interne produit lorsque le filament reçoit sa formation hélicoïdale devient excessivement grand,
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cie en section formée entre les surfaces les plus en saillie de deux filaments à formation hélicoïdale adjacents disposés dans le pneumatique en tant qu'élément de renforcement devient trop petite pour définir la distance mutuelle requise pour maintenir la propriété de résistance à la séparation désirée et il en résulte qu'on ne peut pas parvenir à une propriété de résistance aux coupures suffisamment grande. D'un autre côté, si on désire obtenir une propriété de résistance aux coupures suffisamment élevée, la distance précitée requise entre les deux éléments adjacents ne peut pas être obtenue, de telle sorte qu'on ne peut pas parvenir à une propriété de résistance à la séparation suffisamment élevée. En outre, pour obtenir la propriété de résistance à la séparation suffisamment élevée, non seulement la distance préci-
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jacents, mais encore la distance entre le caoutchouc de la bande de roulement et l'élément de renforcement et la distance entre l'élément de renforcement et la carcasse dans le cas d'une couche caoutchouteuse contenant l'élément de renforcement doivent être maintenues dans une certaine plage. De plus, dans le cas d'au moins deux couches caoutchoutées.
la distance entre les deux éléments de renforcement adjacents doit aussi être maintenue dans une certaine plage. En outre, la dernière distance précitée doit être mesurée entre les surfaces les plus en saillie des deux éléments de renforcement adjacents, de telle sorte qu'il est nécessaire d'utiliser une couche caoutchoutée épaisse contenant l'élément de renforcement qui y est noyé, ce qui s'oppose fortement à l'économie du système. Comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui précède, le diamètre moyen D de l'hélice délimitéepar un pas du filament à formation 'hélicoïdale
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Le pas du filament à formation hélicoïdale est convenablement choisi en association avec le module d'élasticité du filament, le diamètre � de celui-ci et le diamètre D
de l'hélice délimitée par un pas du filament à formation hélicoïdale, afin d'obtenir un allongement optimum à la rupture et le meilleur module d'élasticité requis pour l'utilisation du pneumatique.
Le nombre de filaments à formation hélicoïdale destinés à être assemblés entre eux sans torsion de manière
à constituer l'élément de renforcement sera à présent défini. Si l'on utilise un filament à formation hélicoïdale, son dia-
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priété de résistance aux coupures requise du pneumatique.
Il en résulte que le problème dépeint précédemment apparaît et en même temps l'effet d'amélioration de la force de liaison entre l'élément de renforcement et le caoutchouc sera di-
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formation hélicoïdale, le diamètre de l'hélice délimité par le faisceau à formation hélicoïdale devient excessivement grand bien que l'on veille à rendre le diamètre moyen D de l'hélice: délimite par le filament petit. Il en résulte que l'on rencontre le même problème que dans le cas où l'on rend le diamètre moyen D de l'hélice délimité par le filament excessivement grand. Comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui précède, le nombre de filaments à formation hélicoïdale devant être assemblés ensemble au hasard pour constituer l'élément de renforcement est convenablement choisi dans une plage comprise entre 2 et 50 et de préférence 3 et 30. en établissant un équilibre entre la propriété de résistance aux coupures et les autres caractéristiques requises pour l'utilisation de pneumatiques, d'une part, et l'économie, d'autre part.
La relation entre la force appliquée à l'élément de renforcement réalisée de la manière décrite précédemment suivant l'invention et une corde en acier torsadé classique, d'une part, et les allongements de ceux-ci, d'autre part, sera à présent décrite en se référant à un exemple pratique.
On a porté à la figure 3 les résultats d'essais de traction avec la force en kg/corde ou kg/faisceau en ordonnées et l'allongement en % en abscisses. A la figure 3, une courbe en pointillés a indique un résultat d'essai de traction obtenu avec une corde en acier classique possédant une
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0,25 mm et un diamètre de corde de 0,68 mm, tandis que les courbes en trait plein � et y donnent les résultats d'essai de traction obtenus avec des éléments de renforcement suivant l'invention. Le résultat d'essai de traction donné
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forcement constitué par un faisceau formé par 5 filaments suivant l'invention possédant chacun un diamètre de filament $ de 0,25 mm, un diamètre moyen D de l'hélice délimitée <EMI ID=49.1>
pas de 10,5 mm. Le résultat d'essai de traction donné par la courbe en trait plein y provenait d'un élément de renforcement constitué par un faisceau de 14 filaments suivant l'invention ayant chacun un diamètre de filament ({) de 0,175 mm, un diamètre moyen D de l'hélice délimitée par un pas du
<EMI ID=50.1> <EMI ID=51.1> d'essai de traction provenant d'une corde en nylon classique.
Comme on peul s'en rendre: compte d'après la figure 3, les éléments de renforcement suivant l'invention don-
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de renforcement et leur allongement, cette relation étant utilisable dans la couche de protection contre les coupures pour un pneumatique destiné à des véhicules tous-terrains.
Comme caoutchouc constituant conjointement avec l'élément de renforcement la couche de protection contre les coupures, on peut utiliser un composé de caoutchouc avec une dureté définie par la norme JIS K 6301, qui fait
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température ambiante de 50 à 85[deg.]C, un module d'élasticité
à 300 % de 100 à 250 kg/cm<2>, une résistance à la traction de 150 à 250 kg/cm et une résistance à la traction à 100[deg.]C de 75 à 160 kg/cm . Afin d'encore améliorer la propriété
de résistance à la séparation du pneumatique, il est préférable d'utiliser un caoutchouc possédant un module d'élasticité plus élevé dans la plage mentionnée précédemment
que pour le caoutchouc qui est situé au voisinage de l'élément de renforcement et un caoutchouc avec un module d'élasticité inférieur dans la plage mentionnée précédemment que le caoutchouc situé à l'extérieur de celui précité. Ceci revient à dire que la couche de caoutchouc est du type double, avec le module d'élasticité modifié de façon graduée.
Lorsqu'on adopte une couche de caoutchouc, il est préférable d'utiliser un caoutchouc avec un module d'élasticité inférieur dans la plage précitée pour un pneumatique destiné à être utilisé avec des véhicules sous forte charge, à basse vitesse et de courte durée, comme par exemple un chargeur, etc., et d'utiliser un caoutchouc avec un module d'élasticité supérieur dans la plage mentionnée précédemment pour un pneumatique destiné à être utilisé avec des véhicules de relativement faible charge, grande vitesse et longue durée, comme par exemple un camion à benne basculante, un racleur, etc. Plus particulièrement, il est préférable d'utiliser pour les bords d'extrémité de l'élément de renforcement, un caoutchouc possédant un module d'élasticité élevé.
Comme décrit précédemment, l'élément de renforcement constitué par un faisceau de filaments à formation hélicoïdale suivant l'invention peut être déformé extrêmement aisément pour réduire l'amplitude de déplacement relatif entre le caoutchouc et l'élément de renforcement. Il en résulte qu'il est possible de réduire la séparation sur les bords d'extrémité de l'élément de renforcement. En outre, les filaments à formation hélicoïdale destinés à constituer l'élément de renforcement ne sont pas tordus ensemble comme dans le cas de la corde en acier, mais ils sont simplement assemblés entre eux au hasard pour constituer un faisceau.
Ainsi, il est possible que le caoutchouc pénètre suffisamment dans l'intervalle formé entre les filaments avec une force de liaison mécanique qui peut compenser une insuffi-sance de la liaison chimique entre l'élément de renforcement et le caoutchouc.
L'utilisation d'un élément de renforcement constitué par un faisceau de filaments à formation hélicoïdale suivant l'invention assure une nette réduction du module d'élasticité en compression de l'élément de renforcement, de telle sorte que ce dernier peut absorber la force de compression instantanée qui lui est appliquée sans effondrements répétés, ce qui réduit nettement l'apparition de ruptures de corde.
La différence entre le module d'élasticité en compression et la propriété de fatigue sous compression de l'élément de renforcement suivant l'invention et ceux d'une corde en acier torsadé classique pour des pneumatiques sera à présent décrite en se référant à des exemples pratiques.
On a représenté à la figure 4 des résultats Iles-
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donnée en ordonnées et l'effort de compression en % en abscisses. Dans cet essai, on a utilisé deux morceaux d'essai, l'un étant constitué par un morceau de caoutchouc cylindrique dans lequel est noyée une corde en acier torsadé classique et l'autre étant constitué par un morceau de caoutchouc cylindrique dans lequel est noyé un faisceau suivant l'invention.
A la figure 4, la courbe en pointillés a donne
le rapport entre la force de compression en kg appliquée à la corde en acier torsadé classique possédant une construction de 1x5, un diamètre de filament 0 de 0,25 mm et un dia-
<EMI ID=55.1> qui y est produit. La courbe en trait plein p donne le rapport entre la force de compression en kg appliquée à l'élément de renforcement suivant l'invention constitué par 5 filaments ayant chacun un diamètre � de 0,25 mm et un diamètre moyen D de l'hélice délimité par le filament
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fort de compression er: % qui y est produit.
A la figure 4, une courbe en pointillés [pound] donne le même rapport en ce qui concerne un morceau d'essai fait de caoutchouc uniquement. Il est évident que le caoutchouc des 3 morceaux d'essai considérés était obtenu à partir de la même composition de caoutchouc.
Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 4, le module d'élasticité en compression de l'élément de renforcement suivant l'invention est extrêmement faible, sa valeur étant proche de celle de l'échantillon en caoutchouc.
On a représenté à la figure 5 un résultat d'essai de fatigue sous compression. Un pourcentage de résistance
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un nouveau pneumatique, c'est-à-dire que le. maintien d'une résistance à la traction en % est donné en ordonnées et le nombre d'efforts appliqués de façon répétée est donné en abscisses. Dans cet essai, on a utilisé deux morceaux d'essai, l'un constitué par un corps de caoutchouc rectangulaire contenant plusieurs cordes d'acier torsadé classiques qui y sont noyées et l'autre étant formé par un corps de caoutchouc rectangulaire contenant plusieurs faisceaux suivant l'invention qui y sont noyés, et ces deux morceaux
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5 % de manière intermittente.
A la figure 5, la courbe en pointillés a donne
le maintien d'une force de résistance en fonction du nombre d'efforts appliqués de façon répétée pour la corde en acier torsadé classique possédant une construction de brins de 1x5, un diamètre de filament (}) de 0,25 mm et un diamètre de corde de 0,68 mm, tandis que la courbe en trait
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pointillés a pour un élément de renforcement suivant. l'in-
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mm. Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 5, le maintien de la résistance à la traction de l'élément de renforcement suivant l'invention est de loin supérieur à celui de la corde en acier classique.
L'isolateur suivant l'invention construit de la manière dépeinte précédemment n'est pas inextensible ni hautement rigide, par opposition à l'isolateur en cordes d'acier classique, mais il est au contraire souple et extensible et possède un pouvoir d'enveloppement élevé appréciable, ce qui atténue efficacement l'abrasion de coupure qui amène le caoutchouc à subir une abrasion par suite des coupures.
L'agencement de l'élément de renforcement constitué par un faisceau de filaments à formation hélicoïdale suivant l'invention sera à présent décrit.
Suivant l'invention, on peut utiliser au moins une couche caoutchouteuse contenant des éléments de renforcement qui y sont noyés. L'élément de renforcement est incliné de 20 à 70[deg.] et de préférence de 30 à 55[deg.] par rapport <EMI ID=61.1>
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il est préférable que les éléments de rente, .-ornent associés à l'une de ces couches s'étendent suivant une direction opposée à celle des éléments de renforcement associés à l'autre couche . de manière à offrir une couche de protection contre les coupures possédant des éléments de renforcement agencés sous la forme de mailles d'un treillis.
Il est évident que l'axe du filament à formation hélicoïdale est également incliné de 20 à 70[deg.] et de préférence de 30 à 55[deg.] par rapport à la ligne équatoriale du pneumatique.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la couche de protection contre les coupures réalisée comme décrit précédemment, c'est-à-dire l'isolateur, est disposée entre la couche de caoutchouc de la bande de roulement et la couche de carcasse. cependant, la couche de protection contre les coupures peut aussi être disposée à l'intérieur de la couche de caoutchouc de la bande de roulement ou chape et dans la partie située entre les couches d'épaisseur de carcasse voisines de la bande de roulement.
La position en largeur de la couche de protection contre les coupures suivant l'invention peut utilement être sélectionnée suivant les exigences de la propriété de résistance aux coupures latérales. La couche de protection contre les coupures peut s'étendre de façon continue d'un des talons à l'autre. En outre, la couche de protection contre les coupures peut utilement être divisée dans le sens de sa
<EMI ID=63.1> des autres.
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caoutchouteuse contenant des cordes constituées par des fibres organiques, telles que du nylon, etc, qui y sont
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ci-après couche supplémentaire. Au moins une telle couche supplémentaire peut être superposée autour de la couche d'isolateur offrant la propriété de protection contre les coupures suivant l'invention, sur une largeur qui est supérieure à celle de l'isolateur ou elle peut être superposée autour de chaque bord latéral seulement de la couche d'isolateur, en améliorant ainsi la propriété de rechappage du pneumatique.
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l'épaisseur de carcasse et la couche de protection supplémentaire précitée peut être faite de nylon, de rayonne, d'alcool de polyvinyle, de polyester, etc. Le filament à
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de l'isolateur peut être fait d'un filament métallique tel quel ou d'un filament métallique traité de manière à améliorer la propriété de liaison entre le caoutchouc et le filament, par exemple un filament d'acier doublé de laiton ou d'un polyamide aromatique possédant un module d'élasticité élevé, de fibres de verre, etc.
L'utilisation de l'élément de renforcement précité er. tant que couche d'isolateur apporte les effets suivants :
(1) l'élément de renforcement possède un allongement à la rupture se situant dans une plage qui est nécessaire et suffisante par rapport à l'allongement à la rupture de la corde de carcasse et offre donc une excellente propriété de résistance aux coupures pour tous les types de coupures ;
<EMI ID=68.1>
laments à formation hélicoïdale qui procure l'allongement nécessaire. Dans ce cas, l'effort provoqué par l'extension
<EMI ID=69.1>
réparti pratiquement uniformément sur toutes les parties
de celui-ci dans le sens longitudinal. En outre, cet effort
<EMI ID=70.1>
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possible d'éviter complètement une rupture due à la fatigue :
(3) L'élément de renforcement est sujet à une déformation d'une façon extrêmement aisée, afin de réduire l'amplitude de déplacement relatif entre le caoutchouc ec l'élément de renfoncement, de telle sorte que les séparations survenant sur les bords d'extrémité et d'autres parties de l'élément
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cement est formé simplement en assemblant de 2 à 50 filaments entre eux au hasard sans les tordre ensemble comme c'est le cas d'une corde en acier classique. Il en résulte qu'une quantité suffisante de caoutchouc peuc pénétrer dans les intervalles formas entre les filaments du fais-
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suffisance de la force de liaison chimique entre le caoutchouc et les filaments grâce à la force de liaison mécanique, cc qui procure une excellente propriété de résistance
à la séparation ;
(4) L'élément de renforcement possède un module d'élasticité en compression très faible et il peut donc absorber instantanément la force de compression rencontrée et il en résulte qu'il n'y a pas de danger que l'élément de renforcement subisse un effondrement répété, ce qui réduit de façon appréciable l'apparition des -'ruptures de corde" ;
(5) La couche d'isolateur qui utilisa l'élément de renforcement n'est pas inextensible et pas très rigide, mais elle est au contraire souple et très extensible et par con-
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
res qui tend à enlever successivement par usure la surface du caoutchouc de la chape ou borne de roulement peut être efficacement réduite.
Comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui précède, l'élément de renforcement constitué par un faisceau de filaments à formation hélicoïdale et possédant un allongement nécessaire et suffisant à la rupture offre une excellente propriété de résistance aux coupures pour tous les types de coupures tout en pouvant éliminer simultanément
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matiques résistant aux coupures classiques, ce qui améliore
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Il a été découvert que le troisième type de pneu-
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certaines conditions d'exploitation. En effet, si le pneumatique est utilisé pendant une période relativement prolongée, la propriété de résistance à la séparation se dégrade.
Un but de l'invention est par conséquent d'offrir un pneumatique pour véhicules tous-terrains qui peut éliminer tous les inconvénients qui ont été rencontrés avec les pneumatiques classiques et qui non seulement permet d'améliorer la propriété de résistance aux coupures qui est essentielle pour un tel type de pneumatique , mais encore améliore la propriété de résistance à .la séparation et la propriété de résistance à l'usure qui sont également importantes pour un tel type de pneumatique.
Un autre but est d'off.rir un pneumatique pour véhicules tous-terrains qui possède une propriété de résistance aux coupures générale pour tous les types de coupures, conjointement avec une excellente propriété de résistance à la séparation.
Une caractéristique de l'invention est d'offrir un pneumatique pour véhicules routiers qui comprend un corps de carcasse constitué par plusieurs couches d'épaisseur caoutchoutée superposées entre elles et contenant chacune des cordes de fibres organiques qui y sont noyées, et avec une construction dite oblique dans laquelle les cordes d'approximativement une moitié des couches d'épaisseur de carcasse s'étendent suivant une direction opposée à celle des cordes associées aux couches d'épaisseur de carcasse restantes, et un isolateur superposé autour du corps de carcas-
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nant les éléments de renforcement qui y sont noyés et formé par un faisceau de filaments à formation hélicoïdale simplement assemblés entre eux sans torsion, ces éléments
de renforcement étant faits d'une matière possédant une résistance à la traction d'au moins 140 kg/mm<2> et un allongement à la rupture qui est de 0,15 à 1,7 fois celui de la corde en fibres organiques du corps de carcasse, les couches d'isolateur dans leur ensemble étant extensibles.
Suivant l'invention et afin d'encore améliorer la propriété de résistance à la séparation du pneumatique pour véhicules tous-terrains, un rapport entre la distance entre deux éléments de renforcement adjacents et la distance entre les lignes médianes des éléments de renforcement est donné <EMI ID=81.1>
0,17 à 0,78, S étant la distance entre les axes centraux de deux éléments de renforcement adjacents en mm, D est le diamètre moyen de l'hélice délimita par un pas du filament à formation hélicoïdale en mm et d est le diamètre du faisceau
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lament �, N étant alors le nombre de filaments constituant 1-*élément de renforcement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
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partielle illustrant une couche de bande de roulement ou de chape, une couche d'isolateur et une couche de carcasse d'un pneumatique ainsi que des types de coupures.
La figure 2A est une vue en élévation latérale d'un filament à formation hélicoïdale destiné à constituer un élément de renforcement suivant l'invention. La figure 2B est une vue en bout illustrant une hé lice délimitée par le filament de la figure 2A. La figure 3 est un graphique donnant des résultats d'essais de traction obtenus avec des éléments de renforcement suivant l'invention, tels que comparés avec ceux obtenus avec une corde d'acier classique. La figure 4 est un graphique donnant des résultats d'essai de compression obtenus avec un élément de renforcement suivant l'invention, tels que comparés avec ceux obtenus avec une corde d'acier et une corde caoutchoutée classique.
La figure 5 est un graphique donnant des résultats d'essai de fatigue en compression obtenus avec un élément de renforcement suivant l'invention, tels que comparés avec ceux obtenus avec une corde d'acier classique. La figure 6 est une vue en coupe transversale illustrant une moitié d'un pneumatique d'un premier exemple de réalisation suivant l'invention, avec certaines parties vue en coupe verticale centrale suivant l'axe de rotation du pneumatique. La figure 7A est un graphique illustrant les résultats d'essai concernant la propriété de résistance aux coupures du pneumatique de la figure 6. tels que comparés à ceux de pneumatiques classiques avec l'aide d'un couteau se rétrécissant.
La figure 7B illustre schématiquement l'application du couteau pointu ou se rétrécissant sur un pneumatique à essayer. <EMI ID=84.1> d'essai semblables à ceux de la figure 7A et obtenus à l'aide d'un plongeur cylindrique. La figure 8B représente schématiquement l'application du plongeur cylindrique sur un pneumatique à essayer. La figure 9 est un graphique illustrant les résultats d'essais concernant la propriété de résistance à la séparation du pneumatique du premier exemple de réalisation suivant l'invention, tels que comparés avec ceux de pneumatiques classiques. La figure 10 est un graphique illustrant la propriété do résistance à l'écalage du pneumatique d'i premier exemple de réalisation suivant l'invention, tels que comparés à ceux d'un pneumatique à isolateur en acier classique.
La figure 11 est une vue en coupe transversale représentant une moitié d'un pneumatique dans _un second exemple de réalisation suivant l'invention, certaines parties étant vues en coupe verticale centrale suivant l'axe de rotation du pneumatique. La figure 12A est un graphique illustrant des résultats d'essais concernant la propriété de résistance aux coupures du pneumatique illustré à la figure 11, tels que comparés à celle de pneumatiques classiques, réalisés avec l'aide d'un couteau pointu ou se rétrécissant, La figure 12B représente schématiquement l'application du couteau pointu sur un pneumatique à essayer. <EMI ID=85.1> tats d'essai semblables à ceux de la figure 12A, tels que comparés à ceux dé pneumatiques classiques, réalisés avec l'aide d'un plongeur cylindrique.
La figure 13B illustre schématiquement l'application du plongeur cylindrique sur un pneumatique à essayer. La figure 14 est un graphique illustrant les résultats d'essai de la propriété de résistance à la séparation du pneumatique de l'exemple 2 suivant l'invention, tels que comparés à ceux de pneumatiques classiques.
Les figures 15 à 23 sont des vue en coupe transversale illustrant diverses variantes de réalisation du pneumatique suivant l'invention, certaines parties étant vues en coupe verticale centrale suivant l'axe de rotation du pneumatique.
Comme décrit précédemment, l'élément de renforcement
<EMI ID=86.1> ment aisée. il en résulte qu'il est possible de réduire
-l'amplitude de déplacement relatif entre le caoutchouc et l'élément de renforcement. De plus, l'élément de renforce- <EMI ID=87.1>
hélicoïdale obtenue en assemblant simplement de 2 à 50 filaments ensemble au hasard sans torsion mutuelle, par opposition à la corde d'acier classique obtenue en tordant ensemble des filaments d'acier. Il en résulte que le caoutchouc peut aisément pénétrer dans les intervalles formés entre les filaments et par conséquent 'La force de liaison entre le caoutchouc et l'élément de renforcement est augmentée en ajoutant la force de liaison chimique à la force de liaison mécanique, par conséquent, la propriété de résistance à la séparation de l'élément de renforcement suivant l'invention est de loin supérieur à celle de la corde d'acier classique.
Le pneumatique pour véhicules tous-terrains est soumis à une forte charge dans des conditions d'exploitation pénibles qui dépassent la limite de la force de liaison entre le caoutchouc et l'élément de renforcement qui est déterminée par les conditions do fabrication d'un tel pneumatique par des techniques de production en série; même si l'élément de renforcement est constitué par une corde de filaments à formation hélicoïdale. Il en résulte que si le pneumatique est utilisé pendant une relativement longue période et donc soumis de façon répétée à des contraintes, le caoutchouc au voisinage de l'élément de renforcement ou la liaison entre le caoutchouc et l'élément de renforcement se rompt légèrement, ces minuscules dommages croissant et se poursuivant jusqu'à un défaut par séparation.
En réalisant que le pneumatique pour des véhicule:! tous-terrains est soumis à une forte charge et utilisé dans des conditions pénibles et que même si l'on augmente la pro-
<EMI ID=88.1>
limite est fréquemment dépassée, l'invention a pour but
<EMI ID=89.1>
ment de renforcement ou la force de résistance à la rupture du caoutchouc au voisinage de l'élément de renforcement dans une mesure telle que cette augmentation ne constitue pas un obstacle à l'économie de fabrication en grande série mais supprime la rupture dans toute la mesure possible et empêche la croissance ou la propagation de cette rupture.
Afin de parvenir à un tel effet, suivant l'invention, le rapport entre un espace formé entre deux éléments adjacents et un pas entre les lignes d'axe de ces éléments
<EMI ID=90.1>
férence de 0,17 à 0,78, avec S le pas entre les lignes d'axe de deux éléments adjacents en mm, D le diamètre moyen d'une
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bre de filaments destinés à constituer l'élément de renforcement.
Comme on peut s'en rendre compte d'après ce qui précède, l'invention permet de réduire le nombre d'éléments de renforcement noyés dans la couche d'isolateur caoutchoutée.
Lorsque le pneumatique est utilisé pendant une longue période, l'élément de renforcement se sépare du caoutchouc de la couche d'isolateur dans l'ordre suivant. Au cours de l'étape initiale, le caoutchouc voisin de l'élément <EMI ID=92.1>
et l'élément tle renforcement: est rompue, ce qui introduit une minuscule séparation locale. Au cours de la seconde
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aux autres en produisant une propagation continue de la séparation dans la coucha d'isolateur ou entre ces couches.
Ce fait a été reconnu par le résultat d'essais d'accélération de rupture effectues sur des pneumatiques pour des véhicules tous-terrains.
La minuscule séparation locale précitée au cours de l'étape initiale est inévitable pour un pneumatique utilisé sur des véhicules tous-terrains dans des conditions pénibles, en particulier dans des conditions de temps d'exploitation relativement long dans la mesure où l'on utilise l'élément de renforcement précité possédant une propriété de résistance aux coupures élevée qui limite sa force de liaison entre le caoutchouc et l'élément de renforcement.
Il a été découvert que si les éléments de renforcement sont agencés dans la couche d'isolateur de manière à être sépares mutuellement par une relativement grande distance, il devient possible d'empêcher les minuscules séparations locales de croître en une séparation continue et que l'utilisation des mesures décrites assure une élimination efficace du défaut de séparation.
En bref, suivant l'invention, le rapport entre la distance séparant deux éléments adjacents et la distance entre les lignes d'axe de ces éléments est rendu égal à 0,11 à 0,78.
Des essais expérimentaux ont donné pour résultat
<EMI ID=94.1>
té de résistance aux coupures ne peut pas être atteint et <EMI ID=95.1>
duite dans le caoutchouc entourant le*? éléments de renforcement augmente rapidement et l'espace très étroit entre les
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à croître et se développer rapidement.
La distance S entre les lignes d'axe des deux éléments adjacents est dérivée sur la base du nombre �oyen d'éléments noyés sur une longueur de 100 nun de la couche d'isolateur caoutchoutée suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des éléments disposés dans la partie centrale: de la chape du pneumatique. Le diamètre d du faisceau de filaments est dérivé de la formule précitée,
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La carcasse du pneumatique pour des véhicules tousterrains suivant l'invention peut avoir une construction en diagonale comprenant plusieurs couches d'épaisseur caoutchoutée comprenant chacune une corde de fibres organiques qui y est noyée. Les cordes de la carcasse sont inclinées de 23 à 45[deg.] par rapport à la ligne équatoriale du pneumatique conformément à la construction classique de pneumatique
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d'approximativement une moitié des multiples couches d'épaisseur de carcasse doivent être inclinés à l'opposé par rapport à celle des autres couches.
Pour mettre en oeuvre l'invention, la couche éliminant les coupures réalisée de la manière dépeinte précédemment peut être disposée entre la couche de caoutchouc de la chape ou bande de roulement et la couche de carcasse. En fonction de l'utilisation des pneumatiques, la couche empêchant les coupures peut être noyée dans la couche de caout-chcuc de la bande de roulement ou de la partie de la couche
de carcasse qui est voisine de la bande de roulement.
La couche de protection contre les coupures peut utilement être prolongée suivant sa direction en largeur
sans aucune limitation suivant les désirs pour la propriété
de résistance aux coupures latérales du pneumatique. Si nécessaire, la couche de protection contre les coupures peut s'étendre de façon continue de l'un des talons à l'autre. En outre, la longueur de la couche de protection contre .les coupures dans le sens de la largeur peut être divisée en plusieurs sections.
Autour de la couche de protection contre les coupures peut être superposée au moins une couche supplémentaire contenant des cordes faites de fibres organiques, telles que du nylon, etc. Une telle couche supplémentaire peut avoir une largeur qui est supérieure ou inférieure à celle de la couche de protection contre les coupures. L'étroite couche supplémentaire peut être superposée autour de chaque bord latéral uniquement de la couche de protection contre les coupures. La couche supplémentaire disposée de la manière dépeinte précédemment sert à améliorer la propriété de rechap-
<EMI ID=99.1>
Un pneumatique destiné à être utilisé dans des véhicules de construction suivant l'invention sera à présent décrit en se référant à des exemples pratiques.
Exemple 1
On a représenté à la figure 6 une vue en coupe transversale d'une moitié d'un pneumatique, certaines parties étant vues en coupe transversale verticale suivant l'axe de rotation du pneumatique. Le pneumatique illustré à la figure 6 est le troisième de pneumatique pour véhicules de construction
tel que défini par la norme JIS D 6401, c'est-à-dire un pneumatique à base large possédant une bande de roulement régulière et une dimension de 17,5-25 L2PR, 12PR étant donné sur la base d'un fil de coton.
Le pneumatique illustré à la figure 6 comprend un organe de talon 1 constitué par deux jeux de noyaux de talon la, lb et une épaisseur de carcasse 2 constituée par 8 couches formées chacune par une corde de nylon de 1260 deniers/ 2 brins.
Quatre couches 2a sur les huit sont enroulées autour du noyau de talon la de l'intérieur vers l'extérieur et elles sont fixées à l'organe de talon 1. De même, deux couches 2b sur les huit sont enroulées autour du noyau de talon lb de l'intérieur vers l'extérieur et fixées à l'organe de talon 1. Finalement, deux couches externes 2c sont amenées de l'extérieur le long de la surface inférieure des noyaux de talon lb, la vers l'intérieur de ceux-ci et fixés
à leurs extrémités internes à une partie de base le de l'organe de talon 1.
Les cordes de ces épaisseurs de carcasse sont disposées dans chacune des couches s'étendant suivant deux directions inclinées simultanément sous un angle d'approximativement 36[deg.] par rapport à la ligne équatoriale du pneumatique.
<EMI ID=100.1>
sées deux couches d'isolateur 7a, 7b constituées chacune par
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dant dans \ne partie de couronne ou de chape 5 pratiquement
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ces couches d'isolateur 7a, 7b est composée d'un tissu caoutchoutê contenant un faisceau de cinq filaments d'acier à for-mation hélicoïdale formant un élément de renforcement. Chaque filament a un diamètre $ de 0,25 mm, un diamètre moyen
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d'éléments de renforcement pour 100 mm du tissu caoutchouté est d'approximativement 32. Ces éléments de renforcement sont disposés dans chacune des couches caoutchoutées et s'étendent suivant deux directions inclinées symétriquement sous un angle d'approximativement 36[deg.] par rapport à la ligne équatoriale du pneumatique. Cet élément de renforcement est identique à celui offrant les résultats d'essais donnés par la courbe � à la figure 3. Le filament à formation hélicoïdale est fait d'une matière possédant une résistance à la traction de 280 kg/mm et un allongement à la rupture qui est 0,34 fois celui de la corde de carcasse. Le rapport 3 est de 0,47.
On a représenté à la figure 7A des résultats d'essais pour la propriété de résistance aux coupures du pneumatique illustré à la figure 6, tels que comparés à ceux de pneumatiques classiques, tous les pneumatiques étant soumis au type de coupures illustré à la figure lA.
A la figure 7A, on a donné la charge en kg en ordonnées et l'amplitude de déplacement d'un couteau en mm en abscisses.
Afin d'obtenir les résultats d'essais expérimen-
<EMI ID=104.1>
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3,5 kg/cm<2>. Le pneumatique T est resté dans ces conditions pendant environ 24 heures et il a ensuite été monté sur une machine d'essai Amsler qui utilise un couteau aigu pointu 9 (figure 7B) dont l'angle d'inclinaison est d'approximativement 15[deg.], tandis que la largeur de la lame est de 60 mm. Le couteau 9 a été repoussé contre le pneumatique à essayer T avec une vitesse de 50 mm par minute, comme indiqué � la figure 7B. La propriété de résistance aux coupures du pneumatique à essayer a été observée en ce qui concerne la charge de rupture en fonction de l'amplitude de déplacement du couteau 9 dans le pneumatique T.
A la figure 7A, une courbe en trait plein A donne les résultats d'essais pour le pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention. Une ligne en pointillésB donne les résultats d'essais pour un pneumatique à isolateur en acier classique qui fait appel à des couches d'isolateur à corde d'acier torsadée, cette corde d'acier étant semblable par sa matière et sa superficie en section à l'élément de renforcement de l'exemple 1 suivant l'invention et possédant une construction de brins de 1x5, un diamètre de filament � de 0,25 mm et un diamètre de corde de 0.68 mm, le nombre de cordes par unité de longueur de la couche caoutchoutée étant
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reste de la structure étant identique à celle du pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention. Une autre courbe en pointillés C donne le résultat d'essais pour un pneumatique à isolateur en nylon qui fait appel à deux couches d'isolateur contenant chacune 34 corde de nylon pour 50 mm de la couche d'isolateur, chaque corde de nylon étant constituée par deux brins de 840 deniers, tandis que le reste de la structure est identique à celle du pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention.
Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 7A, l'énergie de rupture en kg.mm du pneumatique de l'exem-
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trait plein A est supérieure à celle du pneumatique à isolateur en acier classique et du pneumatique à isolateur en nylon donnée par les courbes en pointillés B et C, respectivement. L'énergie de rupture du pneumatique de l'exemple 1
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plein A était supérieure d'approximativement 12 % à celle du pneumatique à isolateur en acier classique donnée par la courbe en pointillés B.
En pratique, des coupures surviennent au hasard, de telle sorte que la différence entre l'énergie de rupture du pneumatique suivant l'invention et l'énergie de rupture
<EMI ID=110.1>
endroit où le pneumatique circule sur un terrain irrégulier.
On a représenté à la figure SA une propriété de résistance aux coupures améliorée du pneumatique de la figure 6 vis-à-vis de coupures du type illustré aux figures 1B et le.
A la figure 8A, on a porté la charge en kg en ordonnées et le déplacement en mm en abscisses.
<EMI ID=111.1>
le cas de la figure 7B, mais en utilisant un plongeur cylindrique 10 d'un diamètre de 38 mm et présentant une extrémité avant semi-sphérique au lieu d'utiliser le couteau affûté pointu 9 de la figure 7B.
A la figure 8A, des courbes A, B donnent les résultats d'essai pour le pneumatique dont la construction est identique à celle utilisée pour obtenir les résultats d'essai de la figure 7A. Comme indiqué par la courbe en pointillés B, la couche d'isolateur en acier du pneumatique classique s'est rompue au point a, tandis que la couche d'isolateur du pneumatique suivant l'exemple 1 de l'intention a été brisée en an poi^t b de la courbe en trait plein A qui se situe bien plus loin que le point a de la courbe en pointillés B.
<EMI ID=112.1>
jet de l'invention permet d'améliorer la propriété de résistance aux coupures du pneumatique. Comme dans le cas des résultats d'essai de la figure 7A, la différence des propriétés de résistance aux coupures données par les courbes A et
<EMI ID=113.1>
en pratique. Les "eux pneumatiques sont rompus en un point c sur les courbes A, B où les deux pneumatiques ont été pénétrés de part en part par le couteau ou plongeur 10 de la <EMI ID=114.1>
On a donné à la figure 9 les résultats d'essais pour la propriété de résistance à la séparation du pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention, tels que comparés à ceux de pneumatiques classiques. A la figure 9, on a porté en ordonnées la charge multipliée par la vitesse au cours
<EMI ID=115.1>
d'une heure, en tonnes.km et le temps de circulation en
heure
heures Est donné en abscisses.
L'essai est de type accéléré réalisé par une machine d'essai à tambour intérieur. Le pneumatique a été soumis à une pression interne de 3,5 kg/cm . La charge a été augmentée de 60 à 170 % de façon graduée comme indiqué à la figure 9, la vitesse étant rendue constante à une valeur de
11 km/heure. Dans ce cas, une charge de 100 � correspond à
6.135 kg sur la base de la charge normalisée pour un pneumati- <EMI ID=116.1>
A la figure 9, un point A indique l'apparition d'un défaut de séparation dans le pneumatique de l'exemple 1 sui-vant l'invention, un point B indique un défaut de séparation survenant dans un pneumatique utilisant un élément de renforcement constitué par deux couches caoutchoutées contenant chacune approximativement 44 éléments de renforcement pour
100 mm de la couche caoutchoutée, chaque élément de renforcement étant composé d'un faisceau de 14 filaments de forme hélicoïdale ayant chacun un diamètre $ de 0,25 mm, un diamètre moyen D de l'hélice délimitée par le filament de 0,95 mm,
<EMI ID=117.1>
structure du pneumatique est identique à celle de l'exemple 1 suivant l'invention. Le filament est fait d'une matière possédant une résistance à la traction de 280 kg/mm<2>. L'allongement à la rupture de l'élément de renforcement est C,34 fois celui de la corde de carcasse. Le rapport 6 entre l'espace formé entre deux éléments de renforcement adjacents et le pas entre les lignes d'axe de ces éléments est de 0,07, ce qui est beaucoup plus petit que pour le pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention. A la figure 9, un point C indique l'apparition d'un défaut de séparation dans le pneumatique à isolateur en nylon.
Comme indiqué par le point B, le pneumatique à isolateur en acier classique a dépassé sa température limite
pour la quatrième étape sous une charge de 130 %, avec pour résultat une séparation de l'isolateur due à un suréchauffement
<EMI ID=118.1>
l'exemple 1 suivant l'invention a franchi en toute sécurité cette quatrième étape et est parvenu à la cinquième étape avec une charge de 150 % pour laquelle la couche d'isolateur a présenté une séparation. Cette propriété de résistance à la séparation du pneumatique de l'exemple 1 suivant l'invention est pratiquement égale à celle du pneumatique à isola- <EMI ID=119.1>
A la figure 10, on a représenté une amélioration
de la "force de résistance à l'écalage" qui est largement utilisée au lieu de la propriété de résistance à la séparation. A la figure 10, la force de résistance à l'écalage en kg par
<EMI ID=120.1>
abscisses.
Dans le présent essai, on a utilisé un échantillon d'essai prélevé dans la partie centrale de la couronne ou chape du pneumatique terminé avec une largeur de 25 mm et une longueur périphérique de 250 mm. Les forces de résistance à l'écalage aux points a, b pour le pneumatique A de l'exemple
<EMI ID=121.1>
que à isolateur en acier classique B ont été mesurées à la température ambiante, respectivement.
A la figure 10, les pneumatiques A et B ont des constructions identiques à celles correspondant aux courbes A et B de la figure 7A, respectivement. Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 10, la force de résistance
à l'écalage du pneumatique A de l'exemple 1 suivant l'invention est supérieure à celle du pneumatique à isolateur en
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L'élément de renforcement conforme à l'exemple 1 est identique à celui correspondant à la courbe (3 des figures 3, 4 et 5 et il possède également la "propriété de résistance à la rupture de corde" indiquée aux figures 4 et 5.
Exemple 2
On a représenté à la figure 11 une vue en coupe transversale d'une moitié d'un pneumatique dont certaines parties ont été représentées en coupe verticale centrale suivant l'axe de rotation du pneumatique. Le pneumatique illustré à la figure 11 est d'un premier type de pneumatiques pour des véhicules de construction tels que définis par la
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sédant une bande de roulement extra large et une dimension
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coton.
Le pneumatique illustré à la figure 11 comprend
un organe de talon 1 constitué par trois jeux de noyaux de talon interne, intermédiaire et externe la, lb et le respectivement, et une épaisseur de carcasse 2 constituée par
22 couches formées chacune par une corde de nylon de
1260 deniers et 2 brins.
Huit couches 2a sur les vingt-deux au total sont enroulées autour du noyau de talon interne la de l'intérieur vers l'extérieur et fixées à l'organe de talon 1. Six couches intermédiaires 2b sur les vingt-deux sont de même enroulées autour d'un noyau de talon intermédiaire lb de l'intérieur vers l'extérieur et fixés à l'organe de talon 1. Quatre couches internes 2c' sur les huit couches externes 2c des vingt-deux au total sont enroulées autour du noyau de talon externe lc de l'intérieur vers l'extérieur et fixées à l'organe de talon 1.
Finalement, quatre couches externes 2c" sur les huit
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de l'organe de talon 1.
Les cordes de ces couches de carcasse sont disposées dans chacune des couches en s'étendant suivant deux directions
<EMI ID=127.1> <EMI ID=128.1>
tique.
Autour de ces couches ou épaisseurs de carcasse 2 sont superposées des couches d'isolateur 7a, 7b s'étendant transversalement pratiquement sur toute la largeur de la bande de roulement. Chacune de ces couches d'isolateur 7a, 7b est faite d'un tissu caoutchouté contenant un faisceau de
14 filaments en acier à formation hélicoïdale qui sert d'élément de renforcement. Chaque filament a un diamètre [pound] de 0,175 mm, un diamètre moyen D de l'hélice délimitée par le
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Le nombre d'éléments de renforcement pour 100 mm de tissu caoutchouté est d'approximativement 30. ces éléments de renforcement sont disposés dans chacune des couches caoutchoutées en s'étendant suivant deux directions inclinées symétriquement sous un angle d'approximativement 35[deg.] par rapport à la ligne équatoriale du pneumatique.
L'élément de renforcement est identique à celui donnant le résultat d'essai indiqué par la courbe y à la figure 3. Le filament à formation hélicoïdale est fait d'une matière possédant une résistance à la traction de 280 kg/mm
<EMI ID=130.1>
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<EMI ID=132.1>
une largeur qui est supérieure à celle des couches d'isola-
<EMI ID=133.1>
che de protection de l'isolateur qui peut améliorer la pro-
<EMI ID=134.1>
s'étendent suivant 2 directions inclinées symétriquement sous un angle par rapport à la ligne équatoriale du pneuma-tique.
On a donné à la figure 12A des résultats d'essai pour la propriété de résistance aux coupures du pneumatique illustré à la figure 11 soumis au type de coupures indiqué
<EMI ID=135.1>
à isolateur en corde d'acier classique et d'un pneumatique à isolateur en nylon.
A la figure 12A, la charge en kg est donnée en or-
<EMI ID=136.1>
L'essai a été effectué de la manière suivante. En premier lieu, les pneumatiques à essayer T ont été assemblés
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pression interne normalisée de 5,6 kg/cm<2>, respectivement. Ensuite, les pneumatiques T sont restés dans ces conditions pendant environ 24 heures puis montés sur une machine d'essai de Amsler qui utilise un couteau aigu se rétrécissant ou pointu 9 avec un angle d'inclinaison d1 approximativement 15[deg.] et une largeur de lame de 60 mm. Le couteau 9 a été repoussé contre le pneumatique T à une vitesse de 50 mm par minute, comme indiqué dans la figure 11B. Les coupures ont été observées par rapport à une charge en fonction de l'amplitude
de déplacement du couteau 9.
A la figure 12A, une courbe en trait plein A donne
<EMI ID=138.1>
vention, tandis qu'une courbe en pointillés B donne le résultat d'essai pour un pneumatique à isolateur en corde d'acier classique comprenant environ 15 cordes d'acier pour 100 mm
de la couche d'interrupteur et avec chaque corde d'acier faite de la même matière que l'élément de renforcement de l'exemple 2 suivant l'invention avec une construction de brins de 1x4+6x4+1, un diamètre de filament ^) de 0,175 mm et un diamètre de corde de 1,26 mm. La superficie en section trans-
<EMI ID=139.1>
de la couche d'isolateur et les autres détails de construction sont identiques à ceux de l'exemple 2 suivant l'invention. Une courbe en pointillés C donne le résultat d'essai d'un pneumatique à isolateur en nylon comprenant deux couches d'isolateur caoutchoutées contenant chacune 30 cordes en nylon pour 50 mm de la couche d'isolateur, chaque corde en nylon étant de 840 deniers et 2 brins.
Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 12A, l'énergie de rupture en kg-m du pneumatique de l'exemple 2 suivant l'invention donnée par la courbe en trait plein A est supérieure à celle du pneumatique à isolateur en corde d'acier classique donnée par la courbe en pointillés B, d'approximativement 22 %.
On a donné à la figure 13A les résultats d'essais pour la propriété de résistance aux coupures vis-à-vis du type de coupures illustré aux figure 1B et le. A la figure 13A,
la charge en kg est donnée en ordonnées, tandis que le déplacement en mm est donné en abscisses.
L'essai a été effectué au moyen d'un plongeur cylindrique 10 possédant une extrémité avant semi-sphérique
au lieu du couteau affûté pointu illustré à la figure 12B,
de la même manière que pour l'essai décrit à propos de la <EMI ID=140.1>
A la figure 13A, une courbe en trait plein A donne le résultat d'essais obtenu avec un pneumatique dont la construction est identique à celle du pneumatique dont le résultat d'essaisest donné par la courbe en trait plein A de la figure 12A, tandis qu'une courbe en pointillés B donne le résultat d'essai obtenu avec un pneumatique dont la construction est identique à celle du pneumatique dont le résultat d'essais est donné par la courbe en pointillés B de la figure 12A.
Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 13A, les couches d'isolateur du pneumatique de l'exemple 2 suivant l'invention aussi bien que du pneumatique à isolateur en corde d'acier classique ne présentent pas le
<EMI ID=141.1>
est rencontré avec le pneumatique de dimension 17,5-25 12PR de l'exemple 1 suivant l'invention. Ces couches d'isolateur sont rompues en même temps que se produit la rupture des pneumatiques dans leur ensemble.
Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure
<EMI ID=142.1>
ple 2 suivant l'invention donnée par la courbe en trait plein A est supérieure à celle du pneumatique à isolateur en corde d'acier classique donnée par la courbe en poin-
<EMI ID=143.1>
On a donné à la figure 14 un résultat d'essais pour la propriété de résistance à la séparation du pneumatique de l'exemple 2 suivant l'invention, tel que comparé à celle
du pneumatique à isolateur en corde d'acier classique et
du pneumatique à isolateur en nylon.
A la figure 14, la charge multipliée par la vi-
<EMI ID=144.1>
heure
et le temps de circulation en heurs en abscisses.
L'essai est du type accéléré effectué avec une machine d'essai à tambour intérieur. Le pneumatique est soumis à une pression interne de 5,6 kg/cm . La charge
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constante à une valeur de 15 km/heure. Dans ce cas, uns
<EMI ID=147.1>
charge normalisée pour un pneumatique de dimension
18,00-25 telle que définie par les normes JIS.
A la figure 14, un point A indique l'apparition d'un défaut par séparation dans le pneumatique de l'exemple 2 suivant l'invention, un point B l'apparition d'un défaut par séparation dans un pneumatique à isolateur en corde d'acier classique tel que décrit précédemment à propos
de la figure 12A et un point C l'apparition d'un défaut par séparation dans le pneumatique à isolateur en nylon possédant une construction identique à celle décrite à propos de la courbe en pointillés C de la figure 12A.
Comme indiqué par le point B, le pneumatique
<EMI ID=148.1>
un suréchauffement. Au contraire , comme indiqué par le point A, le pneumatique de l'exemple 2 suivant l' inventior. a franchi en toute sécurité cette sixième étape et est parvenu à la septième étape avec une charge de 150% pour laquelle la couche d'isolateur a présenté une séparation.
Comme représenté à la figure 14, l'objet de l'invention permet d'améliorer la propriété de résistance à
la séparation du pneumatique pour des véhicules tous-terrains
Suivant l'invention , deux couches d'isolateur
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d'isolateur qui peuvent être disposées symétriquement et/ou
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transversale du pneumatique.
On a représenté à la figure 15 une variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention . Dans la pré-
<EMI ID=151.1>
sont divisées en plusieurs sections suivant leur direction
en largeur , respectivement , ces sections étant espacées l'une de l'autre. La couche d'isolateur 7b est située au voisinage de la bande de rouiraient et rendue plus étroite en largeur
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On a représenté à la figure 16 une autre variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention . Dans cette forme de réalisation , les deux couches d'isolateur 7a, 7b sont prolongées jusqu'aux parties latérales du pneumatique de manière à les recouvrir.
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riante de réalisation du pneumatique suivant: l'invention. Dans cette forme de réalisation, on n'utilise qu'une seule couche d'isolateur 7 qui est prolongée jusqu'aux parties latérales
du pneumatique de manière à les recouvrir.
On a représenté à la figure 18 encore une autre variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention.
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7b sont agencées dans la couche de bande de roulement.
On a représenté à la figure 19, une autre variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention.
Dans cette forme de réalisation , les couchas
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On a représenté à la figure 20 encore une autre variante de réalisation du penumatique suivant l'invention. Dans cette forme de réalisation , on utilise une couche supplémentai-
<EMI ID=157.1>
et prolongée de manière à recouvrir chaque bord latéral.
On a encore représenté à la figure 21 une autre variante du pneumatique suivant l'invention. Dans cette forme de réalisation, une couche supplémentaire 8' est superposée autour de chaque bord latéral uniquement de la couche d'isolateur
<EMI ID=158.1>
On a représenté à la figure 22 encore une autre variante de réalisation du pneumatique suivant l'invention.
Dans cette forme de réalisation, une couche supplémentaire 8" s'étend le long des parties latérales du pneumatique et parvient au voisinage des organes de talon.