FR2928104A1

FR2928104A1 - Pneumatique pourvu d'une armature supplementaire ameliorant son endurance.

Info

Publication number: FR2928104A1
Application number: FR0851287A
Authority: FR
Inventors: Jean Coue; Alain Domingo
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-04
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: FR2928104B1

Abstract

Pneumatique (10) comportant : un sommet ; deux flancs (50) prolongeant le sommet radialement vers l'intérieur ; deux bourrelets (60) comportant chacun au moins une structure annulaire de renforcement (70) ; une armature de carcasse (80) comportant une pluralité d'éléments de renforcement (81) ayant un diamètre Dac, ancrée dans chacun des bourrelets par un retournement autour de la structure annulaire de renforcement, de manière à former un brin aller (82) et un brin retour (83) étant axialement à l'extérieur du brin aller ; une armature de bourrelet (90) comportant des éléments de renforcement orientés selon un angle nul ou faible par rapport à la direction circonférentielle ; une armature supplémentaire (110) comportant une pluralité d'éléments de renforcement (111), cette armature supplémentaire recouvrant l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse ; dans lequel les éléments de renforcement (111) de l'armature supplémentaire ont un diamètre Das inférieur ou égal au diamètre Dac des éléments de renforcement (81) de l'armature de carcasse et font un angle inférieur ou égal à 20 degres avec les éléments de renforcement de l'armature de carcasse.

Description

Arrière-plan de l'invention Domaine [0001] La présente invention concerne les pneumatiques, et en particulier les pneumatiques destinés à équiper des véhicules poids lourd de moyen ou fort tonnage, tels que des camions, des autobus ou des remorques.

Description de l'état de l'art [0002] La plupart des pneumatiques, et notamment des pneumatiques destinés à équiper un véhicule de type poids lourd , comprennent : un sommet comprenant une armature de sommet, surmontée, radialement vers l'extérieur, d'une bande de roulement dont la fonction est d'assurer le contact en roulage avec la chaussée ; deux flancs prolongeant le sommet radialement vers l'intérieur ; deux bourrelets radialement intérieurs aux flancs et comportant chacun au moins une structure annulaire de renforcement, souvent sous forme d'une tringle, les bourrelets étant destinés à coopérer avec une jante de montage du pneumatique ; une armature de carcasse comportant une pluralité d'éléments de renforcement, l'armature de carcasse étant ancrée dans chacun des bourrelets par un retournement autour de la structure annulaire de renforcement, de manière à former un brin aller s'étendant depuis le sommet à travers les flancs jusque dans le bourrelet, et un brin retour qui correspond à la partie retournée de l'armature de carcasse, le brin retour étant axialement à l'extérieur du brin aller . [0003] Les pneumatiques destinés à équiper des véhicules poids lourd peuvent également comporter des bourrelets renforcés à l'aide notamment d'une armature de bourrelet, axialement adjacente à l'armature de carcasse et dont une partie au moins est placée entre le brin aller de l'armature de carcasse et la surface intérieure du pneumatique, cette armature de bourrelet comportant des éléments de renforcement orientés selon un angle nul ou faible par rapport à la direction circonférentielle. [0004] Lorsque de tels pneumatiques sont utilisés dans des conditions de roulage sévères, par exemple à cause d'une charge importante et/ou de freinages fréquents, - 2 des dommages peuvent apparaître au niveau des bourrelets. On observe notamment l'apparition de cassures en extrémité du brin retour de la nappe carcasse. De telles cassures peuvent notamment limiter l'endurance du pneumatique. [0005] Le document JP 2004 314 886 propose une voie pour améliorer l'endurance du pneumatique ; il enseigne de réduire la concentration des contraintes locales en superposant une armature supplémentaire, comportant au moins une pluralité d'éléments de renforcement fortement inclinés par rapport à la direction radiale, à l'extrémité du brin retour de la nappe carcasse. Plusieurs modes de réalisation sont proposés : une seule armature axialement à l'extérieur du retournement (Figures 1 et 6), l'extrémité de la nappe carcasse placée en sandwich entre deux armatures(Figures 2, 3 et 8), ou encore une seule armature de renfort qui est repliée de sorte à former un U dans lequel s'insère l'extrémité de la nappe carcasse (Figures 4 et 5). Les renforts de l'armature sont inclinés par rapport aux renforts de la nappe carcasse. [0006] Si l'ajout d'une armature supplémentaire recouvrant l'extrémité radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse améliore de façon significative l'endurance du pneumatique et a pour effet de réduire l'échauffement du bourrelet lorsque le pneumatique est fortement sollicité, il subsiste un risque de voir apparaître des cassures en extrémité du retournement de la nappe carcasse.

Résumé de l'invention [0007] Un des objectifs de la présente invention est d'améliorer encore davantage l'endurance du bourrelet tout en limitant l'échauffement du bourrelet. [0008] Des expérimentations effectuées par la demanderesse ont permis de mettre en évidence que cet objectif peut être atteint à l'aide d'un pneumatique ayant une surface intérieure destinée à être en contact avec un gaz de gonflage, le pneumatique comportant : û un sommet comprenant une armature de sommet, surmontée d'une bande de roulement ; û deux flancs prolongeant le sommet radialement vers l'intérieur ; û deux bourrelets radialement intérieurs aux flancs et comportant chacun au moins une structure annulaire de renforcement ; -3 û une armature de carcasse comportant une pluralité d'éléments de renforcement, l'armature de carcasse étant ancrée dans chacun des bourrelets par un retournement autour de la structure annulaire de renforcement, de manière à former un brin aller s'étendant depuis le sommet à travers le flanc jusque dans le bourrelet, et un brin retour, le brin retour étant axialement à l'extérieur du brin aller ; une armature de bourrelet, adjacente à l'armature de carcasse, une partie au moins de cette armature de bourrelet étant placée entre le brin aller de l'armature de carcasse et la surface intérieure du pneumatique, l'armature de bourrelet comportant des éléments de renforcement orientés selon un angle nul ou faible par rapport à la direction circonférentielle ; une armature supplémentaire comportant une pluralité d'éléments de renforcement, cette armature supplémentaire recouvrant l'extrémité radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse, l'extrémité radialement extérieure de l'armature supplémentaire se trouvant radialement à l'extérieur de l'extrémité radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse. Dans un pneumatique selon l'invention, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire font un angle inférieur ou égal à 20° avec les éléments de renforcement de l'armature de carcasse. Ils ont un diamètre Das inférieur ou égal au diamètre Dac des éléments de renforcement de l'armature de carcasse, et de préférence inférieur ou égal à 50 % du diamètre Dac des éléments de renforcement de l'armature de carcasse. [0009] De préférence, dans toute coupe radiale, la distance Dl entre l'extrémité radialement extérieure de l'armature de bourrelet et le point radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement du bourrelet la plus proche, est supérieure ou égale à la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement du bourrelet la plus proche de l'extrémité radialement extérieure du brin retour. [0010] De manière surprenante, l'orientation particulière des éléments de renforcement de l'armature supplémentaire permet d'améliorer l'endurance du bourrelet du pneumatique, car la présence de ces éléments de renforcement réduit davantage les mouvements d'indentation du mélange caoutchouteux contre les extrémités des éléments de renforcement de l'armature de carcasse. -4 [0011] Selon un premier mode de réalisation avantageux, l'armature supplémentaire est disposée axialement à l'extérieur du brin retour de l'armature de carcasse. Ce mode de réalisation comporte notamment l'avantage de permettre une meilleure évacuation calorique lorsque le bourrelet est chauffé par un système de freinage qui se trouve à proximité du bourrelet. Autrement dit, cette configuration permet à l'armature supplémentaire d'agir comme un bouclier thermique . [0012] Selon un deuxième mode de réalisation avantageux, l'armature supplémentaire est disposée axialement à l'intérieur du brin retour de l'armature de carcasse et axialement à l'extérieur du brin aller de l'armature de carcasse. Ce mode de réalisation permet d'éviter que des fissures naissant en extrémité du brin retour se propagent axialement vers l'intérieur, ce qui aurait pour effet que la fissure atteigne le brin aller avant d'atteindre l'extérieur du pneumatique, où elle peut être observée. De plus, la présence de l'armature dans cette zone réduit le risque d'indentation de la gomme formant le bourrage sur tringle contre l'extrémité du brin retour de l'armature de carcasse. [0013] Un troisième mode de réalisation avantageux, combine les deux mode de réalisation cités plus haut, en pourvoyant le pneumatique de deux armatures supplémentaires dont une se trouve axialement à l'extérieur du brin retour de l'armature de carcasse et l'autre se trouve axialement à l'intérieur du brin retour de l'armature de carcasse et axialement à l'extérieur du brin aller de l'armature de carcasse. Cette configuration a l'avantage de permettre une répartition plus homogène des contraintes dans la zone entourant l'extrémité radialement extérieure du brin retour. De plus, ce mode de réalisation constitue un compromis intéressant entre le premier et le deuxième mode de réalisation, associant les avantages des deux. [0014] Une variante particulièrement avantageuse de ce mode de réalisation consiste à prévoir deux armatures supplémentaires dont les extrémités radialement à l'extérieur se rejoignent, de manière à limiter le cisaillement de la gomme comprise entre les deux armatures supplémentaires. [0015] Le même avantage est obtenu avec une armature supplémentaire unique en forme de U qui enveloppe, dans toute coupe radiale, l'extrémité du brin retour de l'armature de carcasse. Cette configuration permet de réduire encore davantage l'indentation de la gomme. -5 [0016] Il est avantageux de dimensionner l'armature supplémentaire de sorte que, dans toute coupe radiale, la distance D2 entre l'extrémité radialement intérieure de l'armature supplémentaire et l'extrémité radialement extérieure du brin retour est supérieure ou égale à 20 % et inférieure ou égale à 40 % de la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement du bourrelet la plus proche et l'extrémité radialement extérieure du brin retour. Si la distance D2 est inférieure à 20 % de la distance D, l'effet de l'armature supplémentaire sur les mouvements d'indentation est relativement faible. En revanche, si la distance D2 dépasse 40 % de la distance D, on risque de provoquer des frottements de l'armature supplémentaire contre le brin aller de l'armature de carcasse. [0017] Selon un mode de réalisation avantageux, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire sont des fils unitaires dont le diamètre Das moyen est inférieur ou égal à 0. 35 mm, et de préférence inférieur ou égal à 0.23 mm. Lorsque des fils de plus grand diamètre sont utilisés, il y a un fort risque de réduire l'endurance du pneumatique à cause de la fatigue des éléments de renforcement en flexion. [0018] De manière générale, plus on rallonge l'armature supplémentaire radialement vers l'extérieur, et plus on a intérêt à utiliser des éléments de renforcement de petit diamètre. [0019] De préférence, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire sont métalliques, ce qui permet d'optimiser la conduction de la chaleur générée autour de l'extrémité radialement extérieure du brin retour radialement vers l'extérieur. [0020] L'invention s'applique notamment aux pneumatiques pourvus d'une armature de carcasse radiale, c'est-à-dire dont les éléments de renforcements font avec la direction circonférentielle un angle supérieur ou égal à 80° et inférieur ou égal à 90°.

Brève description des dessins [0021] L'invention sera mieux comprise grâce à la description des dessins selon lesquels : les figures 1 et 2 représentent schématiquement un pneumatique selon l'invention ; -6 la figure 3 représente schématiquement, en coupe radiale, un bourrelet d'un pneumatique selon l'art antérieur; la figure 4 illustre schématiquement l'arrangement des éléments de renforcement de l'armature de carcasse et de l'armature supplémentaire dans un pneumatique selon l'art antérieur ; les figures 5, 7, 9 et 11 représentent schématiquement, en coupe radiale, un bourrelet d'un pneumatique selon l'invention; les figures 6, 8 et 10 illustrent schématiquement l'arrangement des éléments de renforcement de l'armature de carcasse et de l'armature supplémentaire dans un pneumatique selon l'invention ; la figure 12 illustre certaines grandeurs caractéristiques d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 13 représente l'élongation de la gomme voisine de l'extrémité radialement extérieure du brin retour, en fonction du tour de roue, pour différentes configurations de l'armature supplémentaire.

Description détaillée de l'invention Quelques définitions [0022] Dans l'emploi du terme radial il convient de distinguer plusieurs utilisations différentes du mot par la personne du métier. Premièrement, l'expression se réfère à un rayon du pneumatique. C'est dans ce sens qu'on dit d'un point A qu'il est radialement intérieur à un point B (ou radialement à l'intérieur du point B) s'il est plus près de l'axe de rotation du pneumatique que le point B. Inversement, un point C est dit radialement extérieur à un point E (ou radialement à l'extérieur du point E) s'il est plus éloigné de l'axe de rotation du pneumatique que le point E. On dira qu'on avance radialement vers l'intérieur (ou l'extérieur) lorsqu'on avance en direction des rayons plus petits (ou plus grands). Lorsqu'il est question de distances radiales, ce sens du terme s'applique également. [0023] En revanche, un fil ou une armature est dit radial lorsque le fil ou les éléments de renforcement de l'armature font avec la direction circonférentielle un angle supérieur ou égal à 80° et inférieur ou égal à 90°. Précisions que dans le présent -7 document, le terme fil doit être entendu dans un sens tout à fait général et comprend les fils se présentant sous la forme de monofilaments, de multifilaments, d'un câble, d'un retors ou d'un assemblage équivalent, et ceci, quelle que soit la matière constituant le fil ou le traitement de surface pour favoriser sa liaison avec le caoutchouc. [0024] Enfin, par coupe radiale ou section radiale on entend ici une coupe ou une section selon un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique. [0025] Une direction axiale est une direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique. Un point E est dit axialement intérieur à un point F (ou axialement à l'intérieur du point F) s'il est plus près du plan médian du pneumatique que le point F. Inversement, un point G est dit axialement extérieur à un point H (ou axialement à l'extérieur du point H) s'il est plus éloigné du plan médian du pneumatique que le point H. Le plan médian du pneumatique est le plan qui est normal à l'axe de rotation du pneumatique et qui se situe à équidistance des structures annulaires de renforcement de chaque bourrelet. [0026] Une direction circonférentielle est une direction qui est perpendiculaire à la fois à un rayon du pneumatique et à la direction axiale. [0027] Par surface intérieure du pneumatique on entend ici la surface du pneumatique qui est destinée à être en contact avec le gaz de gonflage lorsque le pneumatique est monté sur une jante et gonflé. [0028] Par angle nul ou faible , on entend un angle allant de 0 ° à 15° en valeur. [0029] Deux éléments de renforcement sont dits parallèles dans ce document lorsque l'angle formé entre les deux éléments est inférieur ou égal à 20°. [0030] Dans le cadre de ce document, l'expression mélange caoutchouteux désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge.

Description détaillée des modes de réalisation [0031] La figure 1 représente schématiquement un pneumatique 10 selon l'invention. Ce pneumatique comporte un sommet comprenant une armature de sommet, formée par deux nappes 20 et 30 et surmontée radialement vers l'extérieur d'une bande de roulement 40 qui assure le contact du pneumatique 10 avec la route. Chacune des -8 nappes 20 et 30 est renforcée par des éléments de renforcement 21 et 31 qui sont inclinés par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. Deux flancs 50 prolongent le sommet radialement vers l'intérieur. Deux bourrelets 60, destinés à entrer en contact avec une jante de montage (non représentée), se trouvent radialement à l'intérieur des flancs 50. Chacun des bourrelets comporte une structure annulaire de renforcement, en l'occurrence une tringle 70. [0032] Le pneumatique 10 comporte également une armature de carcasse 80 comportant une pluralité d'éléments de renforcement 81. L'armature de carcasse 80 est ancrée dans chacun des bourrelets 60 par un retournement autour de la tringle 70, de manière à former un brin aller 82 s'étendant depuis le sommet à travers le flanc 50 jusque dans le bourrelet 60, et un brin retour 83. La figure 1 montre un pneumatique dont l'armature de carcasse s'étend de façon continue d'un bourrelet vers l'autre, mais il ne s'agit pas d'une caractéristique limitative de l'invention. En effet, il est possible de prévoir une armature de carcasse comportant deux portions axialement séparées dont chacune s'étend d'un bourrelet vers l'armature de sommet : dans un pneumatique de ce type, il n' y a donc pas d'armature de carcasse radialement à l'intérieur de la plus grande partie de l'armature de sommet. L'invention peut être avantageusement associée à ce type d'armature de carcasse. [0033] En l'occurrence, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse sont des câbles dits 19.18 non frettés, c'est-à-dire formés de 19 fils d'un diamètre de 0.18 mm, arrangés en structure [1+6+12], et dépourvus de frettage. Le diamètre Dac de ces câbles est d'environ 0.9 mm. Des précisions concernant de tels câbles peuvent être trouvés, par exemple, dans la demande de brevet US 2006/237110 et dans les documents cités par cette demande. [0034] Le pneumatique 10 comporte encore une armature de bourrelet 90, représentée en trait tireté, car placée sous la couche de gomme intérieure 100 en mélange caoutchouteux imperméable. Cette armature de bourrelet 90 est axialement adjacente à l'armature de carcasse 80. Une partie au moins de l'armature de bourrelet 90 est placée entre le brin aller 82 de l'armature de carcasse 80 et la surface intérieure du pneumatique. L'armature de bourrelet 90 comporte des éléments de renforcement (non représentés) orientés selon un angle nul ou faible par rapport à la direction circonférentielle. Son effet technique premier est de réduire la déradialisation des éléments de renforcement de l'armature de carcasse dans le bourrelet et la partie -9 radialement intérieure du flanc, et par conséquent, de limiter l'échauffement du pneumatique dans cette zone. [0035] De préférence, comme cela est représenté à la figure 12, dans toute coupe radiale, la distance Dl séparant l'extrémité 94 radialement extérieure de l'armature de bourrelet 90 du point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 du bourrelet la plus proche, est supérieure ou égale à la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 du bourrelet la plus proche de l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83. Ainsi, l'armature de bourrelet est particulièrement efficace pour limiter la déradialisation des éléments de renforcement de l'armature de carcasse. [0036] Le pneumatique 10 comprend enfin une armature supplémentaire 110 comportant une pluralité d'éléments de renforcement 111 et recouvrant l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83 de l'armature de carcasse 80, l'extrémité 112 radialement extérieure de l'armature supplémentaire 110 se trouvant radialement à l'extérieur de l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83 de l'armature de carcasse 80. [0037] En l'occurrence, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire sont des câbles dits 3.18 non frettés, c'est-à-dire formés de 3 fils d'un diamètre de 0.18 mm, dépourvus de frettage. Le diamètre Das de ce câble est d'environ 0.31 mm, soit 34 % du diamètre Dac des câbles de l'armature de carcasse. [0038] L'utilisation, dans l'armature supplémentaire, d'éléments de renforcement dont le diamètre moyen est inférieur au diamètre des éléments de renforcement de l'armature de carcasse donne lieu à un étagement de l'indentation de la gomme : la présence de l'armature supplémentaire déplace la zone d'indentation dans une région où la gomme est moins chaude ; le diamètre plus faible des éléments de renforcement a pour effet que les éléments de renforcement opposent moins de résistance au mouvement d'indentation. [0039] Même si l'utilisation, dans l'armature supplémentaire, d'éléments de renforcement ayant un diamètre Das significativement inférieur au diamètre Dac des éléments de renforcement de l'armature de carcasse est avantageuse, il est possible d'utiliser des éléments de renforcement de même diamètre (Dac=Das). Ainsi, on déplace l'extrémité de l'armature dans une zone de moindre sollicitation, sans pour - 10 - autant rallonger le brin retour 83, ce qui provoquerait des problèmes d'endurance liés à la création d'un point de flexion susceptible de casser lorsque le bourrelet subit une flexion autour du crochet de jante. [0040] En contraste avec les pneumatiques connus de l'art antérieur, les éléments de renforcement 111 de l'armature supplémentaire 110 font un angle inférieur ou égal à 20°, et de préférence inférieur ou égal à 10 °, avec les éléments de renforcement 81 de l'armature de carcasse 80. Cet angle entre un élément de renforcement 111 de l'armature supplémentaire 110 et un élément de renforcement 81 adjacent de l'armature de carcasse 80 est mesuré dans la zone radiale sur laquelle s'étend l'armature supplémentaire 110. [0041] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'armature supplémentaire se trouve axialement à l'extérieur du brin retour 83 de l'armature de carcasse 80, mais il ne s'agit pas d'une caractéristique limitative de l'invention. En effet, il est possible de prévoir un emplacement axialement à l'intérieur du brin retour 83 et axialement à l'extérieur du brin aller 82 de l'armature de carcasse 80, comme dans le pneumatique selon l'invention représenté à la figure 2. La partie de l'armature 110 qui est couverte par le brin retour 83 de l'armature de carcasse est suggérée en trait tireté. [0042] Dans ce mode de réalisation, l'armature supplémentaire 110 s'étend, en partie dans le volume 72 (voir figure 4) de mélange caoutchouteux remplissant le volume entre le brin aller 82 et le brin retour de l'armature de carcasse, qui est généralement désigné par le terme bourrage sur tringle . [0043] Le mode de réalisation de la figure 1 comporte notamment l'avantage de permettre une meilleure évacuation calorique lorsque le bourrelet est chauffé par un système de freinage qui se trouve à proximité du bourrelet (effet de bouclier thermique ), alors que le mode de réalisation de la figure 2 permet d'éviter qu'une fissure naissant près de l'extrémité 84 du brin retour 83 se propage axialement vers l'intérieur, ce qui aurait pour effet que la fissure atteigne le brin aller avant d'atteindre l'extérieur du pneumatique, où elle peut être observée. De plus, la présence de l'armature 110 dans cette zone réduit le risque d'indentation de la gomme formant le bourrage sur tringle 72 (figure 4) contre l'extrémité 84 du brin retour 83 de l'armature de carcasse. [0044] Il est également possible de combiner ces deux modes de réalisation en prévoyant deux armatures supplémentaires 100 qui prennent en sandwich -11- l'extrémité radialement extérieure 84 du brin retour 83 (voir figure 9). Cette configuration a l'avantage de permettre une répartition plus homogène des contraintes dans la zone entourant l'extrémité radialement extérieure du brin retour. Ce mode de réalisation constitue un compromis intéressant entre le premier et le deuxième mode de réalisation, associant les avantages des deux. [0045] Les figures 3 à 10 illustrent la différence entre un bourrelet d'un pneumatique selon l'art antérieur (figure 3) et un bourrelet de pneumatiques selon l'invention (figures 5, 7 et 9). [0046] Le bourrelet d'un pneumatique selon l'art antérieur (qui correspond sensiblement au pneumatique divulgué dans le document J P 2004 314 886) est représenté à la figure 3. Ce pneumatique comporte une armature de carcasse ancrée dans le bourrelet par un retournement autour de tringle 70, de manière à former un brin aller 82 s'étendant depuis le sommet à travers le flanc jusque dans le bourrelet, et un brin retour 83. Pour les besoins de ce document, on considère que la frontière entre le brin aller 82 et le brin retour 83 se situe à l'intersection de l'armature de carcasse avec un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique et comprenant le point radialement le plus à l'intérieur de l'armature de carcasse. Le pneumatique comporte en outre une armature de bourrelet 90 ainsi qu'une armature supplémentaire 110. L'armature supplémentaire 110 recouvre l'extrémité radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse, l'extrémité 112 radialement extérieure de l'armature supplémentaire 110 se trouvant radialement à l'extérieur de l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83 de l'armature de carcasse. [0047] La figure 4 représente schématiquement une vue selon une direction axiale (depuis un point de vue axialement extérieur au pneumatique) de l'armature de carcasse 80 et de l'armature supplémentaire 110. Les éléments de renforcement 111 de l'armature supplémentaire 110 sont inclinés à un angle près de 45° par rapport aux éléments de renforcement 81 de l'armature de carcasse 80, qui est ici radiale. [0048] La figure 5 représente le bourrelet d'un pneumatique selon l'invention. Ce pneumatique comporte une armature de carcasse ancrée dans le bourrelet par un retournement autour de tringle 70, de manière à former un brin aller 82 s'étendant depuis le sommet à travers le flanc jusque dans le bourrelet, et un brin retour 83. Le volume entre le brin aller 82 et le brin retour 83 est rempli de mélange caoutchouteux 72 communément appelé bourrage sur tringle . Contrairement au - 12 - pneumatique selon l'art antérieur représenté à la figure 3, l'armature de bourrelet 90 ne fait pas le tour de la tringle 70 et s'étend radialement jusqu'à la hauteur radiale de l'armature supplémentaire 110. Signalons que rien ne s'oppose à ce que, dans un pneumatique selon l'invention, l'armature de bourrelet soit prolongée de façon à contourner la tringle, en suivant l'armature de carcasse. Une différence essentielle entre les pneumatiques de la figure 3 et de la figure 5 réside dans l'orientation des éléments de renforcement 111 de l'armature supplémentaire 110. Comme le montre la figure 6, les éléments de renforcement 111 de l'armature supplémentaire 110 sont parallèles aux éléments de renforcement 81 de l'armature de carcasse 80, c'est-à-dire ils font un angle inférieur ou égal à 20°, et de préférence inférieur ou égal à 10°, avec les éléments de renforcement 81 de l'armature de carcasse 80. [0049] Les figures 7 et 8 représentent un deuxième mode de réalisation d'un pneumatique selon l'invention. Alors que l'armature supplémentaire 110 du pneumatique de la figure 5 se trouve axialement à l'extérieur du brin retour 83 de l'armature de carcasse, l'armature supplémentaire 110 du pneumatique de la figure 7 se trouve axialement à l'intérieur du brin retour 83 de l'armature de carcasse et axialement à l'extérieur du brin aller 82 de l'armature de carcasse. Ainsi l'armature 110 pénètre dans le bourrage sur tringle 72 (sans pour autant pénétrer dans le noyau tringle 71). [0050] Les figures 9 et 10 représentent un troisième mode de réalisation d'un pneumatique selon l'invention. Ce pneumatique comporte deux armatures supplémentaires 110 dont une se trouve axialement à l'extérieur du brin retour 83 de l'armature de carcasse et l'autre se trouve axialement à l'intérieur du brin retour 83 de l'armature de carcasse et axialement à l'extérieur du brin aller 82 de l'armature de carcasse. Cette configuration a l'avantage de permettre une répartition plus homogène des contraintes dans la zone entourant l'extrémité radialement extérieure du brin retour. [0051] Une variante particulièrement avantageuse de ce mode de réalisation consiste à prévoir deux armatures supplémentaires 110' (représentés en pointillé à la figure 9) dont les extrémités radialement extérieures se rejoignent, de manière à limiter le cisaillement de la gomme comprise entre les deux armatures supplémentaires 110. [0052] Le même avantage est obtenu avec une armature supplémentaire 110 unique en forme de U qui enveloppe l'extrémité du brin retour 83 de l'armature de carcasse, comme cela est représenté à la figure 11. Cette configuration permet de - 13 - réduire encore davantage l'indentation de la gomme contre le brin retour lorsque le bourrelet est fortement sollicité. [0053] Les différents points et grandeurs caractéristiques d'un pneumatique selon l'invention sont illustrés à la figure 12. Comme cela a été dit plus haut, il est avantageux de dimensionner l'armature supplémentaire 110 de sorte que, dans toute coupe radiale, la distance D2 entre l'extrémité 113 radialement intérieure de l'armature supplémentaire 110 et l'extrémité radialement extérieure du brin retour 83 est supérieure ou égale à 20 % et inférieure ou égale à 40 % de la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 la plus proche et l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83. Si la distance D2 est inférieure à 20 % de la distance D, l'effet de l'armature supplémentaire 110 sur les mouvements d'indentation est relativement faible. En revanche, si la distance D2 dépasse 40 % de la distance D, on risque de provoquer des frottements de l'armature supplémentaire 110 contre le brin retour 83 de l'armature de carcasse. [0054] De même, il est avantageux de dimensionner l'armature supplémentaire 110 de sorte que, dans toute coupe radiale, la distance D3 entre l'extrémité 112 radialement extérieure de l'armature supplémentaire 110 et l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83 est supérieure ou égale à 20 % et inférieure ou égale à 80 %, et de préférence 40 %, de la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 la plus proche et l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83. Là encore, si la distance D3 est inférieure à 20 % de la distance D, l'effet de l'armature supplémentaire 110 sur les mouvements d'indentation est relativement faible. Il peut être avantageux d'augmenter D3 au-delà de 40 % de la distance D afin d'obtenir une rigidification radiale du bourrelet, ce qui permet au pneumatique de porter plus de charge. En revanche, on évitera des longueurs dépassant 80 % de la distance D afin d'éviter des frottements de l'armature supplémentaire 110 contre le brin aller 82 de l'armature de carcasse et une dégradation de l'endurance qui en résulterait. [0055] Dans le cas du pneumatique selon l'invention représenté à la figure 12, la distance Dl entre l'extrémité 94 radialement extérieure de l'armature de bourrelet 90 et le point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 du bourrelet, est, dans toute coupe radiale, supérieure à la distance D séparant, dans -14- la même coupe radiale, le point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 du bourrelet de l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83. En l'occurrence, Dl = 1.05 •D. Le cercle 120 indique les points ayant une distance D du point 73 radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement 70 du bourrelet. [0056] Selon un mode de réalisation avantageux, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire sont des fils unitaires dont le diamètre Das moyen est inférieur ou égal à 0.35 mm, et de préférence inférieur ou égal à 0.23 mm. Lorsque des fils de plus grand diamètre sont utilisés, il y a un fort risque de réduire l'endurance du pneumatique à cause de la fatigue des éléments de renforcement en flexion. [0057] De préférence, les éléments de renforcement de l'armature supplémentaire sont métalliques, ce qui permet d'optimiser la conduction de la chaleur générée autour de l'extrémité 84 radialement extérieure du brin retour 83 radialement vers l'extérieur. [0058] L'invention s'applique notamment aux pneumatiques pourvus d'une armature de carcasse radiale, c'est-à-dire dont les éléments de renforcements font avec la direction circonférentielle un angle supérieur ou égal à 80° et inférieur ou égal à 90°. [0059] La figure 13 illustre un avantage d'un pneumatique selon l'invention par rapport à un pneumatique selon l'art antérieur, à l'aide de résultats de calculs de simulation. Les paramètres suivants ont été utilisés dans le calcul : ù Eléments de renforcement de l'armature de carcasse : câbles ayant un diamètre de 1 mm, posés avec un pas de 1.5 mm ; densité : 66 câbles par dm ; ù Gomme de calandrage de l'armature de carcasse : module sécant en extension à 10% de 6 MPa; ù Tringle composée de 35 fils rectangulaires ayant chacun un diamètre de 2x1.3 mm2 ; ù Bourrage sur tringle : module sécant en extension à 10 % de 3 MPa ù Armature de bourrelet : câbles métalliques de type 21.28 , fractionnés (le concept de câbles fractionnés est décrit notamment dans le document US 6,935,394) ; ù Armature supplémentaire : câbles de type 3.18 , posés avec un pas de 1 mm (densité : 100 câbles / dm) ; même gomme de calandrage que l'armature de carcasse. - 15 - [0060] On a tracé l'amplitude de l'élongation du volume de gomme enrobant l'extrémité du brin retour de l'armature de carcasse, dans la direction de la tangente à l'extrémité du brin retour, en fonction de l'angle d'azimut de la roue. (L'azimut de 0° - ou 360° -correspond au point opposé à la surface de contact du pneumatique avec le sol, l'azimut de 180° au centre de l'empreinte du pneumatique sur le sol.) Ces courbes décrivent le mouvement d'indentation auquel la gomme est soumise lorsque le pneumatique roule. La courbe A (trait en pointillé) correspond à un pneumatique sans armature supplémentaire, la courbe B (trait tireté) à un pneumatique selon l'art antérieur (angle des éléments de renforcement de l'armature supplémentaire égal à 45° par rapport aux éléments de renforcement de l'armature de carcasse) et la courbe C (trait plein) à un pneumatique selon l'invention (éléments de renforcement de l'armature supplémentaire parallèles aux éléments de renforcement de l'armature de carcasse). Le pneumatique selon l'art antérieur (courbe B ; angle 45°) réduit l'amplitude du mouvement d'indentation (et, par conséquent, une amélioration de l'endurance) par rapport à un pneumatique sans armature supplémentaire. Le fait de prévoir des éléments de renforcement de l'armature supplémentaire parallèles aux éléments de renforcement de l'armature de carcasse (courbe C ; éléments de renforcement parallèles) permet de réduire encore davantage l'amplitude d'indentation et d'améliorer de façon significative l'endurance du pneumatique. L'échauffement du bourrelet est sensiblement identique pour le pneumatique selon l'art antérieur et le pneumatique selon l'invention. [0061] Pour des raisons de simplicité, les modes de réalisations représentés comportent tous des armatures de carcasse radiales. Signalons qu'il ne s'agit pas d'une caractéristique limitative de l'invention. L'effet technique de l'invention est obtenu, quel que soit l'angle d'inclinaison des éléments de renforcement de l'armature de carcasse, pourvu que les éléments de renforcement de l'armature supplémentaires soient orientés parallèlement aux éléments de renforcement de l'armature de carcasse.

Claims

Revendications

1. Pneumatique (10) ayant une surface intérieure destinée à être en contact avec un gaz de gonflage, le pneumatique comportant : un sommet comprenant une armature de sommet (20, 30), surmontée d'une bande de roulement (40) ; deux flancs (50) prolongeant le sommet radialement vers l'intérieur ; deux bourrelets (60) radialement intérieurs aux flancs et comportant chacun au moins une structure annulaire de renforcement (70) ; une armature de carcasse (80) comportant une pluralité d'éléments de renforcement (81) ayant un diamètre Dac, l'armature de carcasse étant ancrée dans chacun des bourrelets par un retournement autour de la structure annulaire de renforcement, de manière à former un brin aller (82) s'étendant depuis le sommet à travers le flanc jusque dans le bourrelet, et un brin retour (83), le brin retour étant axialement à l'extérieur du brin aller ; une armature de bourrelet (90), adjacente à l'armature de carcasse, une partie au moins de cette armature de bourrelet étant placée entre le brin aller de l'armature de carcasse et la surface intérieure du pneumatique, l'armature de bourrelet comportant des éléments de renforcement orientés selon un angle nul ou faible par rapport à la direction circonférentielle ; une armature supplémentaire (110) comportant une pluralité d'éléments de renforcement (111), cette armature supplémentaire recouvrant l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse, l'extrémité (112) radialement extérieure de l'armature supplémentaire se trouvant radialement à l'extérieur de l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour de l'armature de carcasse ; caractérisé en ce que les éléments de renforcement (111) de l'armature supplémentaire ont un diamètre Das inférieur ou égal au diamètre Dac des éléments de renforcement (81) de l'armature de carcasse et font un angle inférieur ou égal à 20° avec les éléments de renforcement de l'armature de carcasse.

2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel, dans toute coupe radiale, la distance Dl entre l'extrémité (94) radialement extérieure de l'armature de bourrelet (90) et le point (73) radialement le plus à l'intérieur de la structure- 17 - annulaire de renforcement (70) de bourrelet la plus proche, est supérieure ou égale à la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point (73) radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement (73) de bourrelet la plus proche de l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour (83).

3. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le diamètre Das des éléments de renforcement (111) de l'armature supplémentaire (110) est inférieur ou égal à 50 % du diamètre Dac des éléments de renforcement (81) de l'armature de carcasse (80).

4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'armature supplémentaire (110) se trouve axialement à l'extérieur du brin retour (83) de l'armature de carcasse (80).

5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'armature supplémentaire (110) se trouve axialement à l'intérieur du brin retour (83) de l'armature de carcasse (80) et axialement à l'extérieur du brin aller (82) de l'armature de carcasse.

6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant deux armatures supplémentaires (110) dont une se trouve axialement à l'extérieur du brin retour (83) de l'armature de carcasse (80) et l'autre se trouve axialement à l'intérieur du brin retour (82) de l'armature de carcasse et axialement à l'extérieur du brin aller (82) de l'armature de carcasse.

7. Pneumatique selon la revendication 6, dans lequel les extrémités radialement extérieures des deux armatures supplémentaires (110') se rejoignent.

8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, dans toute coupe radiale, l'armature supplémentaire (110) a une forme de U enveloppant l'extrémité du brin retour (83) de l'armature de carcasse (80).

9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel, dans toute coupe radiale, la distance D2 entre l'extrémité (113) radialement intérieure de l'armature supplémentaire (110) et l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour (83) est supérieure ou égale à 20 % et inférieure ou égale à 40 % de la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point (73) radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire de renforcement (70) de bourrelet la plus proche et l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour (83).- 18 -

10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel, dans toute coupe radiale, la distance D3 entre l'extrémité (112) radialement extérieure de l'armature supplémentaire (110) et l'extrémité radialement extérieure (84) du brin retour (83) est supérieure ou égale à 20 % et inférieure ou égale à 80 % de la distance D séparant, dans la même coupe radiale, le point (73) radialement le plus à l'intérieur de la structure annulaire (70) de renforcement de bourrelet la plus proche et l'extrémité (84) radialement extérieure du brin retour (83).

11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les éléments de renforcement (111) de l'armature supplémentaire (110) sont des fils unitaires, dont le diamètre moyen Das est inférieur ou égal à 0.35 mm.

12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les éléments de renforcement (111) de l'armature supplémentaire (110) sont métalliques.

13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendication 1 à12, dans lequel les éléments de renforcement (81) de l'armature de carcasse (80) sont orientés radialement, c'est-à-dire font avec la direction circonférentielle un angle supérieur ou égal à 80° et inférieur ou égal à 90°.