FR3075693A1

FR3075693A1 - Pneumatique ayant un bourrelet optimise

Info

Publication number: FR3075693A1
Application number: FR1762694A
Authority: FR
Inventors: Olivier Muhlhoff; Emmanuel Brotons
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: FR3075693B1

Abstract

Pneumatique tel que, la couche de carcasse (4) a une résistance à rupture linéique au moins égale à 250 daN/cm, et tel que les éléments de renforcement de la couche de carcasse (4) sont les uniques éléments de renforcement textile radiaux radialement intérieurs au point (32) le plus axialement extérieur du pneumatique. Dans chaque bourrelet, la distance entre la tringle (22) et l'extrémité (44) de la couche de carcasse, est au plus égale à 30 mm. Les éléments de renforcement (45) de la couche de carcasse (4) sont en textile, de préférence de type polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne, de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique. La composition de caoutchouc (46) entourant les éléments de renforcement (45) de la couche de carcasse (4) présente un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C au moins égal à 1 et au plus égal à 15 MPa.

Description

DOMAINE DE L’INVENTION

[0001] La présente invention concerne les pneumatiques à carcasse radiale destinés à être montés sur des jantes montées sur véhicules dits de tourisme.

[0002] Un pneumatique comprend un sommet comprenant une bande roulement destinée à venir en contact avec le sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, deux bourrelets destinés à venir en contact avec une jante et deux flancs reliant le sommet aux bourrelets. Les deux bourrelets sont rendus solidaires à la jante de montage en utilisant dans chacun d’eux des éléments de renforcement circonférentiels ou tringles. Des nappes de renfort formant une ceinture ou armature de sommet sont radialement intérieures à la bande de roulement.

[0003] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant l’axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien.

[0004] Dans ce qui suit, les expressions « radialement intérieur à» et « radialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche de l’axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que » et « plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que ». Les expressions « axialement intérieur à» et « axialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche du plan équatorial, selon la direction axiale, que » et « plus éloigné du plan équatorial, selon la direction axiale, que ». Une « distance radiale » est une distance par rapport à l’axe de rotation du pneumatique, et une « distance axiale » est une distance par rapport au plan équatorial du pneumatique. Une « épaisseur radiale » est mesurée selon la direction radiale, et une « largeur axiale » est mesurée selon la direction axiale.

[0005] L’expression « composition de caoutchouc » désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et au moins une charge.

ARRIERE-PLAN

[0006] Le pneumatique à carcasse radiale comprend une armature de carcasse comprenant au moins une couche de carcasse dont les éléments de renforcement sensiblement parallèles entre eux forment un angle sensiblement égal à 90° par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique. La couche de carcasse est radialement intérieure à l’armature de sommet.

[0007] Dans les architectures usuelles des pneumatiques selon l’état de l’art, les extrémités des éléments de renforcement d’au moins une couche de carcasse sont radialement extérieures aux tringles. Depuis un premier bourrelet, les éléments de renforcement de cette au moins une couche de carcasse passent depuis sa première extrémité, axialement à l’extérieur de la tringle en un point radialement intérieur à la tringle dudit bourrelet, puis passent radialement vers l’extérieur dans le flanc, puis radialement intérieurement à l’armature de sommet, puis radialement vers l’intérieur dans le flanc, passant axialement à l’intérieur de la tringle par un point radialement intérieur à la tringle du deuxième bourrelet jusqu’à sa deuxième extrémité usuellement radialement extérieure à la tringle. Cette partie depuis chaque extrémité jusqu’au point le plus radialement intérieur de la couche de carcasse, radialement intérieur à la tringle, est nommé portion retour de la couche de carcasse et l’autre portion est nommée portion aller.

[0008] Lorsqu’un pneumatique roule sur le sol dans les conditions habituelles d’utilisation (en vitesse et en charge), il peut subir des chocs au niveau de la bande de roulement ou des flancs, dont la fréquence et l’intensité sont souvent considérables. C’est une de ces fonctions principales d’un pneumatique que d’encaisser ces chocs et de les amortir sans que la roue concernée en soit sensiblement affectée, ni dans son mouvement ni dans son intégrité.

[0009] Il arrive toutefois que cette faculté d’encaissement rencontre ses limites lorsque les conditions d’impact sont telles que la paroi de l’enveloppe impactée arrive en butée à l’intérieur de la chambre pneumatique, soit directement contre la jante sur laquelle est monté le pneumatique, soit plus habituellement contre une autre zone de la paroi de l’enveloppe elle-même en appui direct sur la jante de roue. C’est notamment le cas quand la jante présente une saillie radiale externe par rapport au siège proprement dit. Une telle saillie (habituellement appelée « crochet de jante ») est en général prévue pour empêcher le bourrelet pneumatique de déjanter sous l’effet de contraintes de direction axiale au cours des manoeuvres de la roue.

[0010] L’impact avec l’obstacle peut alors transmettre des efforts brefs mais très intenses, pouvant atteindre dans certains cas plusieurs tonnes, aux pièces en butée mais aussi, au-delà de la jante, aux attaches de suspension mécaniques de l’ensemble de roue, voire à la caisse du véhicule. Ils sont susceptibles de créer des dommages graves aux organes de la suspension et de déformer de façon permanente la caisse du véhicule. Les concepteurs de véhicules sont donc amenés à prévoir des systèmes d’amortissement suffisants pour prévenir ces dommages et à dimensionner la caisse des véhicules en fonction des cas extrêmes normalement prévisibles.

[0011] Malheureusement, même quand le véhicule proprement dit est convenablement protégé, le pneumatique soumis à ce type d’incident est susceptible de souffrir des conséquences du phénomène qui vient d’être évoqué. Dans la section impactée par le choc, la paroi interne du pneumatique se trouve soudainement repliée et pincée entre l’obstacle et le crochet de jante (« pinch shock »). Ceci peut entraîner la rupture de la paroi et le pneumatique perd sa pression de gonflage, ce qui, la plupart du temps, implique l’immobilisation immédiate du véhicule. Mais même lorsque le pneumatique résiste, ses composants peuvent avoir été détériorés par l’incident ; des renflements dans les flancs ou d’autres signes indiquent à l’expert que la structure de l’enveloppe a été affaiblie et que sa paroi risque de se rompre sous l’effet des flexions répétées de ses composants, à plus ou moins long terme.

[0012] Plusieurs pistes ont été proposées pour renforcer les pneumatiques par rapport à ce phénomène de « pinch shock ». Pour renforcer un pneumatique par rapport au « pinch shock », il est notamment connu de prolonger les portions retour de la couche de carcasse de manière à ce que leurs extrémités radialement extérieures se trouvent en prise en sandwich entre la portion aller de l’armature de carcasse et l’armature du sommet. Cette configuration est connue sous le nom de « shoulder look ».

[0013] Si une architecture du type « shoulder look » permet effectivement de rendre le pneumatique moins vulnérable par rapport au « pinch shock », elle comporte l’inconvénient qu’elle est lourde et donc onéreuse tout en ne permettant pas un ajustement très fin de la performance du pneumatique. A cela s’ajoute que cette solution amplifie les problèmes de non-uniformité liés aux soudures de la nappe formant l’armature de carcasse car une soudure se situe nécessairement au même endroit pour la portion aller et la portion retour de la couche de carcasse. Une amélioration de cette architecture est divulguée par le document W02014040976, via la pose au niveau des flancs d’éléments de renforcement additionnels, sensiblement parallèles entre eux. Ces éléments de renforcement additionnels sont tels que leur extrémité la plus radialement intérieure est radialement extérieure au point le plus radialement extérieur de la tringle et radialement intérieure à l’extrémité de la portion retour de la couche de carcasse et tels que leur extrémité la plus radialement extérieure est radialement extérieure au point le plus axialement extérieur du pneumatique. Cette solution est moins onéreuse que le « shoulder lock » mais pénalisante en masse et en coût de fabrication.

[0014] Par ailleurs les composants internes d’un pneumatique sont soumis au cours du procédé de fabrication et de cuisson à différentes sollicitations notamment les composants du bourrelet. Habituellement les éléments de renforcement des couches de carcasse d’un pneumatique de tourisme sont disposés tels que leurs extrémités soient radialement extérieures au point le plus axialement extérieur du pneumatique, voire remontent jusque sous l’armature de sommet. Lors de la fabrication ou et de la cuisson, le bourrelet étant soumis à des rotations et des pressions, l’une des portions et principalement la portion retour est soumise à une compression. Cette compression peut induire un flambage des éléments de renforcement carcasse (WO 2017103834) ou des éléments de renforcement additionnels qui dans le domaine visé des pneumatiques pour véhicule de tourisme dont l’indice de charge est au plus 120 et la pression d’usage au plus égale à 4 bars sont des éléments de renforcement en fibres textiles. Ce flambage peut avoir lieu dans toute la zone radialement extérieure à la tringle Ce flambage peut persister sur le pneumatique après cuisson. Ce défaut de fabrication est nommé repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc. Il a pour conséquence une diminution de l’endurance du pneumatique.

[0015] Le flambage peut induire une décohésion des éléments de renforcement de la couche de carcasse, ou des éléments de renforcement additionnels diminuant encore l’endurance du pneumatique.

[0016] Les différents procédés d’assemblage des carcasses ont leur influence sur le flambage et les replis. Les procédés dits « sans retournement du bourrelet » sont les plus sensibles (par exemple : WO2009142482 et WO2009131446). Certains procédés « à retournement bourrelet » sont moins sensibles à ce phénomène.

[0017] Une méthode pour résoudre ce problème est d’augmenter la tension de l’armature de carcasse sous presse afin de maintenir les éléments de renforcement sous tension malgré les efforts de compression. Le risque est que les éléments de renforcement des tringles et de l’armature de carcasse entrent en contact, frottent les uns sur les autres au cours de l’utilisation des pneumatiques et s’usent.

[0018] Une autre méthode consiste à poser une composition de caoutchouc entre la portion aller et la portion retour sensiblement jusqu’au point le plus axialement extérieur du pneumatique voire d’ajouter une gomme de haute rigidité dans le flanc. Ces solutions nuisent à la résistance au roulement du pneumatique.

RESUME DE L’INVENTION

[0019] L’objectif principal de la présente invention est donc d’augmenter la résistance au repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc en maintenant sa performance au « pinch shock », en augmentant l’endurance globale d’un pneumatique dont l’indice de charge est au plus 120 et la pression d’usage au plus égale à 4 bars.

[0020] Cet objectif est atteint par un pneumatique destiné à être monté sur une jante de montage, dont l’indice de charge est au plus 120 et la pression d’usage au plus égale à 4 bars, comprenant :

Un sommet comprenant une bande de roulement destinée à venir en contact avec le sol, deux bourrelets destinés à venir en contact avec une jante et deux flancs reliant le sommet aux bourrelets,

Chaque flanc comprenant chacun au moins une composition de caoutchouc axialement la plus extérieur ou gomme extérieure flanc apte à résister à l’oxydation liée aux rayons solaires,

Chaque bourrelet comprenant chacun au moins une composition de caoutchouc axialement la plus extérieure, ou protecteur apte à supporter les efforts de contact avec la jante,

Chaque bourrelet, comprenant au moins une tringle comprenant au moins un élément circonférentiel de renforcement métallique, enroulé circonférentiellement,

La section méridienne de la tringle ayant un centre de gravité,

Une couche de carcasse comprenant des éléments de renforcement textile sensiblement parallèles entre eux et faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 75° et 105°, les éléments de renforcement étant entourés dans une composition de caoutchouc, dont l’épaisseur mesurée perpendiculairement à la couche de carcasse est au plus égale à 0.5 mm, et,

La couche de carcasse présentant dans chaque bourrelet une extrémité radialement extérieure au centre de gravité de la section méridienne de la tringle, deux portions et un point dit point basse tringle de la couche de carcasse, ce point basse tringle étant la projection suivant la direction radiale du centre de gravité de la section méridienne de la tringle, sur la fibre neutre de la couche de carcasse, le point basse tringle étant radialement intérieur au centre de gravité de la section méridienne de la tringle,

La première portion de la couche de carcasse, dite portion aller, s’étendant depuis le point basse tringle axialement vers l’intérieur du centre de gravité de la section méridienne de la tringle, puis radialement vers l’extérieur du bourrelet vers le flanc et du flanc au sommet,

La seconde portion de la couche de carcasse, dite portion retour, s’étendant depuis le point basse tringle, axialement vers l’extérieur du centre de gravité de la section méridienne de la tringle, et radialement vers l’extérieur du bourrelet à l’extrémité de la couche de carcasse,

Une gomme de bourrage dite gomme de bourrage tringle, radialement extérieure à la tringle, axialement extérieure à la première portion de la couche de carcasse et axialement intérieure à la seconde portion, constituée d’au moins une composition de caoutchouc et comportant un point le plus radialement extérieur,

La couche de carcasse ayant une résistance à rupture linéique au moins égale à 250 daN/cm pour une densité des éléments de renforcement de la couche de carcasse mesurée au point basse tringle,

Les éléments de renforcement de la couche de carcasse étant les uniques éléments de renforcement textile radiaux radialement intérieurs au point le plus axialement extérieur du pneumatique et radialement extérieur au point le plus radialement extérieur de la tringle,

Dans chaque bourrelet, la distance entre le centre de gravité de la section méridienne de la tringle, et l’extrémité de la couche de carcasse, étant au moins égale à 12 mm et au plus égale à 30 mm, préférentiellement, au moins égale à 15 mm et au plus égale à 25 mm,

Les éléments de renforcement de la couche de carcasse étant en textile, de préférence de type polytéréphtalate d'éthylène, de type rayonne, de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, ou de combinaison de polytéréphtalate d'éthylène et de polyamide aromatique,

La composition de caoutchouc entourant les éléments de renforcement de la couche de carcasse présentant un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 1 et au plus égal à 15 MPa, préférentiellement, au moins égal à 1 et au plus égal à 6 MPa.

[0021] L’invention dans toutes ses variantes est relative aux pneumatiques ne comprenant qu’une couche de carcasse.

[0022] Pour améliorer la performance en repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc, il est nécessaire que les tringles comportent un enroulement en spirale d’un ou plusieurs éléments de renforcement préférentiellement métallique. Ces tringles sont bien connues de l’homme de l’art. Il existe des tringles constituées de plusieurs éléments de renforcement préférentiellement métalliques tressés qui autorisent une rotation bourrelet, ces tringles ne sont pas optimales selon l’invention à moins de les rigidifier à l’aide d’une composition de caoutchouc adéquate.

[0023] Pour résoudre le problème du repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc tout en conservant une performance au « pinch shock » correcte, en améliorant la masse et le temps de pose, une solution serait de raccourcir les éléments de renforcement additionnels et de ramener l’extrémité la plus radialement intérieure de ces éléments de renforcement radialement extérieur au point le plus axialement extérieur du pneumatique, néanmoins ces extrémités dans une zone de forte flexion a une contrepartie en endurance. L’idée consiste bien que la baisse de la masse et des coûts soient un des buts de l’invention, d’utiliser une couche de carcasse de forte résistance à la rupture pour résister au « pinch shock », de limiter fortement la position radiale de l’extrémité de la portion retour de la couche de carcasse par rapport à la tringle de manière à limiter sa compression tout en rigidifiant via la composition de caoutchouc entourant les éléments de renforcement de la couche de carcasse afin que la couche de carcasse présente une rigidité suffisante lors de la fabrication pour supporter la compression et qu’en usage le pneumatique ait une endurance bourrelet suffisante malgré la faible distance entre l’extrémité de la portion retour de la couche de carcasse et la tringle. De manière étonnante, ce compromis fonctionne.

[0024] L’invention consiste donc à placer les extrémités des éléments de renforcement de la couche de carcasse au plus près de la tringle, tel que la distance entre le centre de gravité de la section méridienne de la tringle et l’extrémité de la couche de carcasse, soit au plus égale à 30 mm, préférentiellement, au plus égale à 25 mm. En effet en raison de la rigidité de la tringle cette zone du bourrelet est moins soumise aux efforts de compression que la partie du flanc qui lui est radialement extérieure. Par ailleurs pour éviter que sous l’effet de la pression la couche de carcasse ne soit pas correctement positionnée lors de la cuisson, il faut également s’assurer que la distance (d) entre le centre de gravité de la section méridienne de la tringle, et l’extrémité de la couche de carcasse, est au moins égale à 12 mm préférentiellement, au moins égale à 15 mm.

[0025] Néanmoins de tels pneumatiques sont sensibles aux chocs flancs. Il convient donc de renforcer la couche de carcasse pour offrir un équilibre masse du pneumatique, résistance au roulement, absence de repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc, résistance aux chocs optimal. La couche de carcasse doit donc avoir une résistance à rupture linéique au moins égale à 250 daN/cm. La couche de carcasse est de préférence de type polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne, de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique. Cette résistance est mesurée pour une densité des éléments de renforcement de la couche de carcasse mesurée au point basse tringle. L’architecture telle que définie géométriquement sans les caractéristiques matériaux, améliorerait les performances liées aux replis de la couche de carcasse mais la performance au « pinch shock » serait insuffisante nécessitant de revenir aux solutions antérieures et aux problèmes de replis de la couche de carcasse sauf à concevoir le pneumatique selon l’invention.

[0026] Un tel bourrelet est sensible à la température d’usage. La distance réduite entre le centre de gravité de la section méridienne de la tringle et l’extrémité de la couche de carcasse, rend essentiel la résistance à la température de la composition de caoutchouc entourant les éléments de renforcement de la couche de carcasse, qui doit donc être choisie soigneusement et présenter un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 1 et au plus égal à 15 MPa, préférentiellement, au plus égal à 6 MPa. De telles compositions de caoutchouc conservent, à des températures élevées autour de 150°, des rigidités à même de supporter la pression interne du pneumatique. Par ailleurs cette rigidité de la composition de caoutchouc, permet associée avec la plus grande rigidité associée à la plus grande résistance de la couche de carcasse, le maintien en position de la portion retour de la couche de carcasse et assure ainsi une bonne fabrication et l’absence de repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc, ici de la couche de carcasse. Ce matériau entoure les éléments de renforcement de la couche de carcasse dans tout le bourrelet. Il est possible d’avoir une couche de carcasse comportant plusieurs matériaux selon les différentes zones du pneumatique : bourrelet, flanc, sommet.... L’épaisseur de la composition de caoutchouc entourant les éléments de renforcement se mesure au dos du câble sur une coupe perpendiculaire à l’axe des éléments de renforcement de la couche de carcasse.

[0027] Les éléments de renforcement de la couche de carcasse sont les uniques éléments de renforcement textile radiaux radialement intérieurs au point le plus axialement extérieur du pneumatique et radialement extérieur au point le plus radialement extérieur de la tringle, car il faut éviter le repli d’autres éléments de renforcement. Préférentiellement pour un gain de masse, les éléments de renforcement de la couche de carcasse sont les uniques éléments de renforcement textile radialement intérieurs au point le plus axialement extérieur du pneumatique et radialement extérieur au point le plus radialement extérieur de la tringle. Par ailleurs, il est possible d’avoir radialement intérieur à la tringle des éléments de renforcement textile notamment pour rigidifier la zone en contact avec la jante.

[0028] Une solution préférée est que la couche de carcasse ait une résistance à rupture linéique au moins égale à 290 daN/cm pour une densité des éléments de renforcement de la couche de carcasse mesurée au point basse tringle, et préférentiellement, au moins égale à 310 daN/cm.

[0029] Il est avantageux que la distance entre le centre de gravité de la section méridienne de la tringle et le point le plus radialement extérieur du bourrage tringle soit au moins égale à 15 mm et au plus égale à 80 mm, préférentiellement, au moins égale à 20 mm et au plus égale à 57 mm afin d’assurer à cette zone et sur une hauteur radiale donnée, une rigidité suffisant à absorber la compression résiduelle et à éviter le repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc, le flambement et la décohésion des éléments de renforcement en l’occurrence de la couche de carcasse.

[0030] Pour la même raison, il est avantageux que la composition de caoutchouc du bourrage tringle présente un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 5 et au plus égal à 65 MPa, préférentiellement au moins égal à 15 au plus égal à 35 MPa.

[0031] Préférentiellement, la première et seconde portion de la couche de carcasse sont positionnées dans la portion du bourrelet radialement extérieure à la tringle de part et d’autre d’une gomme de bourrage, dite gomme de bourrage tringle, constituée d’une unique composition de caoutchouc.

[0032] Avantageusement l’épaisseur axiale de la gomme de bourrage tringle mesurée à une distance radiale de 10 mm du point le plus radialement extérieur de la gomme de bourrage tringle, est au moins égale à 0,6 mm et préférentiellement au moins égale à 2 mm et au plus égale à 4 mm pour garantir une mise en cisaillement progressive de la gomme de bourrage tringle entre les deux portions de la couche de carcasse afin d’en améliorer l’endurance. La mesure de l’épaisseur du bourrage tringle se prend à une distance radiale de 10 mm vers l’intérieur à partir du point le plus radialement extérieur du bourrage tringle.

[0033] Préférentiellement le pneumatique comprend une gomme de bourrage, dite gomme de bourrage extérieure, axialement extérieure à la gomme de bourrage tringle, sensiblement extérieure à l’extrémité des éléments de renforcement de la couche de carcasse et axialement intérieure à la gomme extérieure flanc et à la gomme extérieure bourrelet. La composition de caoutchouc de la gomme de bourrage intérieure présente un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 5 et au plus égal à 65 MPa, préférentiellement au moins égal à 15 au plus égal à 35 MPa. Par sensiblement radialement extérieure à l’extrémité des éléments de renforcement de la couche de carcasse, on entend que la composition de caoutchouc axialement extérieure à la composition de caoutchouc entourant les éléments de renforcement de la couche de carcasse, composition de caoutchouc faisant partie de la couche de carcasse et d’une épaisseur maximale de 0.5 mm, est la gomme de bourrage extérieure. Cela ne signifie pas que la gomme de bourrage extérieure est toute axialement extérieure à l’extrémité de la seconde portion de la couche de carcasse. Les parties de la gomme de bourrage extérieure radialement extérieures à l’extrémité de la couche de carcasse peuvent être axialement intérieur à cette extrémité. De même, des parties de la gomme de bourrage extérieure radialement extérieures à la gomme de bourrage tringle peuvent lui être axialement intérieur.

[0034] Cette gomme de bourrage extérieure permet d’améliorer le positionnement de la portion retour de la couche de carcasse. En effet elle ne répond pas aux mêmes critères de conception que les gommes extérieures bourrelet ou flanc. Il est intéressant qu’elle ait des propriétés permettant une bonne adhésion des éléments de renforcement de la couche de carcasse afin de limiter les mouvements lors de la fabrication. Augmenter l’épaisseur et la rigidité de la zone d’extrémité des éléments de renforcement et de celle immédiatement radialement extérieure, assure une répartition des contraintes de compression de la zone plus homogène et de fait moins concentrée sur les éléments de renforcement de la couche de carcasse, limitant le repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc.

[0035] Pour limiter la résistance au roulement de cette solution, il est avantageux que la composition de caoutchouc constituant la gomme de bourrage extérieure ait une perte dynamique tanô, mesurée selon la même norme ASTM D 5992 - 96, à une température de 23°C et sous une contrainte de 0,7 MPa à 10 Hz, au moins égale à 0.05 et au plus égale à 0.35 et préférentiellement au moins égale à 0.1 et au plus égale à 0.25 pour une amélioration du compromis de la rigidité du bourrelet et de la résistance au roulement.

[0036] Les propriétés des compositions de caoutchoucs sont mesurées sur des éprouvettes collées extraites du pneumatique. Des éprouvettes telles que celles décrites dans la norme ASTM D 5992 - 96 (version publiée en Septembre 2006, initialement approuvée en 1996) à la figure X2.1 (mode de réalisation circulaire) sont utilisées. Le diamètre « d » de l'éprouvette est de 10 mm [0 à + 0.04mm], l'épaisseur « L » de chacune des portions de composition caoutchouteuse est de 2 mm [1.85-2.20], [0037] Ces propriétés sont mesurées sur un viscoanalyseur de type Metravib VA4000 sur des éprouvettes vulcanisées.

[0038] Les termes modules complexes, élastiques et visqueux désignent des propriétés dynamiques bien connues de l'homme du métier. Le « module complexe » G* est défini par la relation suivante : G*= V(G'2 + G"2 ) dans laquelle G' représente le module élastique et G" représente le module visqueux. L’angle de phase δ entre la force et le déplacement traduit en perte dynamique tanô est égal au rapport G”/G’.

[0039] On enregistre la réponse d'un échantillon de composition de caoutchoucs vulcanisée soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10 Hz à contrainte imposée, symétriquement autour de sa position d'équilibre. Une accommodation de l’éprouvette est réalisée préalablement à la mesure de balayage en Température. L’éprouvette est pour cela sollicitée en cisaillement sinusoïdal à 10Hz, à 100% de déformation crête-crête, à 23°C.

[0040] La mesure en balayage en Température est réalisée au cours d'une rampe de température croissante de 1,5°C par minute, depuis une température Tmin inférieure à la température de transition vitreuse Tg du matériau, jusqu'à une température Tmax qui peut correspondre au plateau caoutchoutique du matériau. Avant de commencer le balayage, on stabilise l'échantillon à la température Tmin pendant 20 minutes pour avoir une température homogène au sein de l'échantillon. Les résultats exploités à la température et contrainte choisies sont généralement le module complexe de cisaillement dynamique G*, comprenant une partie élastique G’, une partie visqueuse G” et l’angle de phase δ entre la force et le déplacement traduit en facteur de perte tanô, égale au rapport G”/G’. La température de transition vitreuse Tg est la température à laquelle la perte dynamique tanô atteint un maximum lors du balayage en température.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0041] Les caractéristiques et autres avantages de l’invention seront mieux compris à l’aide des figures 1 et 2, les dites figures n’étant pas représentées à l’échelle mais de façon simplifiée, afin de faciliter la compréhension de l’invention : - La figure 1 représente un bourrelet selon l’art antérieur. - La figure 2 représente un bourrelet selon l’inventiom

DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS

[0042] La figure 1 représente schématiquement un plan méridien d’un pneumatique selon l’art antérieur. Le pneumatique comporte un flanc 3 et un bourrelet 2 avec gomme extérieure flanc (31) et gomme extérieure bourrelet (21). Le bourrelet comprend une tringle (22) dont la section méridienne a un centre de gravité (222) dans le plan. La couche de carcasse (4) comprenant des éléments de renforcement textile (45) sensiblement parallèles entre eux entourés par une composition de caoutchouc (46) dont l’épaisseur mesurée perpendiculairement à la couche de carcasse est au plus égal à 0.5 mm. Le point (43) dit point basse tringle de la couche de carcasse, est la projection suivant la direction radiale du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), sur la fibre neutre de la couche de carcasse, le point basse tringle étant radialement intérieur au centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22). La première portion (41) de la couche de carcasse, dite portion aller, s’étend depuis le point basse tringle (43) axialement vers l’intérieur du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), puis radialement vers l’extérieur du bourrelet (2) puis vers le flanc (3) et du flanc (3) au sommet. La seconde portion (42) de la couche de carcasse (4), dite portion retour, s’étend depuis le point basse tringle (43) axialement vers l’extérieur du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), et radialement vers l’extérieur du bourrelet (2) à l’extrémité (44) des éléments de renforcement de la couche de carcasse (4). La gomme de bourrage (23) dite gomme de bourrage tringle, dont le point (231) est le plus radialement extérieur, est axialement extérieure à la première portion (41) de la couche de carcasse et axialement intérieure à la seconde portion (42) sur la zone radialement extérieure à la tringle. Selon l’état de l’art pour obtenir une performance correcte au « pinch shock », l’homme de l’art fait remonter l’extrémité (44) des éléments de renforcement (45) de la couche de carcasse (4) axialement à l’extérieur du bourrelet (2) et rigidifie la couche de carcasse par des renforts additionnels (47) W02014040976.

[0043] La figure 2 représente le pneumatique selon l’invention, la distance (d) entre le centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), et l’extrémité (44) de la couche de carcasse, est au moins égale à 12 mm et au plus égale à 30 mm, préférentiellement, au moins égale à 15 mm et au plus égale à 25 mm. Les éléments de renforcement de la couche de carcasse étant les uniques éléments de renforcement textiles radiaux radialement intérieurs au point le plus axialement extérieur (32) du pneumatique.

[0044] Les inventeurs ont réalisé l’invention sur les dimensions 165/55 R14, 205/55R16 et 255/45 R18. Une évolution des performances en pinch shock était recherchée. La solution selon l’état de l’art consistant en une architecture « shoulder lock » présentaient des problèmes de fabrication liés au repli des éléments de renforcement bourrelet et flanc. L’ajout d’un renfort additionnel flanc était envisagé et aurait nécessité l’utilisation coûteuse en masse et en productivité d’un renfort additionnel dans le bourrelet pour atteindre les critères de performance endurance souhaités. Une fois l’invention appliquée, non seulement les modèles ont un niveau de résistance au choc flanc adéquat mais aucune des dimensions nécessite l’ajout d’un renfort additionnel flanc. Ils atteignent ainsi la cible en masse et une productivité correcte.

Claims

REVENDICATIONS

1. Pneumatique destiné à être monté sur une jante de montage, dont l’indice de charge est au plus 120 et la pression d’usage au plus égale à 4 bars, comprenant : Un sommet comprenant une bande de roulement destinée à venir en contact avec le sol, deux bourrelets (2) destinés à venir en contact avec une jante et deux flancs (3) reliant le sommet aux bourrelets (2), Chaque flanc (3) comprenant chacun au moins une composition de caoutchouc axialement la plus extérieure ou gomme extérieure flanc (31) apte à résister à l’oxydation liée aux rayons solaires, Chaque bourrelet (2) comprenant chacun au moins une composition de caoutchouc axialement la plus extérieure, ou protecteur (21) apte à supporter les efforts de contact avec la jante, Chaque bourrelet (2), comprenant au moins une tringle (22) comprenant au moins un élément circonférentiel de renforcement métallique, enroulé circonférentiellement, La section méridienne de la tringle (22) ayant un centre de gravité (222), Une couche de carcasse (4) comprenant des éléments de renforcement textile (45) sensiblement parallèles entre eux et faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 75° et 105°, les éléments de renforcement étant entourés par une composition de caoutchouc (46), dont l’épaisseur (E1) mesurée perpendiculairement à la couche de carcasse est au plus égale à 0.5 mm, La couche de carcasse (4) présentant dans chaque bourrelet une extrémité (44) radialement extérieure au centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), deux portions (41 et 42) et un point (43) dit point basse tringle de la couche de carcasse, ce point basse tringle (43) étant la projection suivant la direction radiale du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), sur la fibre neutre de la couche de carcasse, le point basse tringle étant radialement intérieur au centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), La première portion (41) de la couche de carcasse, dite portion aller, s’étendant depuis le point basse tringle (43) axialement vers l’intérieur du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), puis radialement vers l’extérieur du bourrelet (2) vers le flanc (3) et du flanc (3) au sommet, La seconde portion (42) de la couche de carcasse (4), dite portion retour, s’étendant depuis le point basse tringle (43), axialement vers l’extérieur du centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), et radialement vers l’extérieur du bourrelet (2) à l’extrémité (44) de la couche de carcasse (4), Une gomme de bourrage (23) dite gomme de bourrage tringle, radialement extérieure à la tringle, axialement extérieure à la première portion (41) de la couche de carcasse et axialement intérieure à la seconde portion (42), constituée d’au moins une composition de caoutchouc et comportant un point (231) le plus radialement extérieur, caractérisé en ce que, la couche de carcasse (4) a une résistance à rupture linéique au moins égale à 250 daN/cm pour une densité des éléments de renforcement de la couche de carcasse mesurée au point basse tringle (43)± en ce que les éléments de renforcement de la couche de carcasse (4) sont les uniques éléments de renforcement textile radiaux radialement intérieurs au point (32) le plus axialement extérieur du pneumatique et radialement extérieur au point le plus radialement extérieur de la tringle (22), en ce que dans chaque bourrelet, la distance (d) entre le centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22), et l’extrémité (44) de la couche de carcasse, est au moins égale à 12 mm et au plus égale à 30 mm, préférentiellement, au moins égale à 15 mm et au plus égale à 25 mm, en ce que les éléments de renforcement (45) de la couche de carcasse (4) sont en textile, de préférence de type polytéréphtalate d'éthylène, de type rayonne, de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, ou de combinaison de polytéréphtalate d'éthylène et de polyamide aromatique, en ce que, la composition de caoutchouc (46) entourant les éléments de renforcement (45) de la couche de carcasse (4) présente un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 1 et au plus égal à 15 MPa, préférentiellement, au plus égal à 6 MPa.
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel la couche de carcasse (4) a une résistance à rupture linéique au moins égale à 290 daN/cm pour une densité des éléments de renforcement de la couche de carcasse mesurée au point basse tringle (43), et préférentiellement, au moins égale à 310 daN/cm.
3. Pneumatique selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel la distance entre le centre de gravité (222) de la section méridienne de la tringle (22) et le point (231) le plus radialement extérieur du bourrage tringle (23) est au moins égale à 15 mm et au plus égale à 80 mm, préférentiellement, au moins égale à 20 mm et au plus égale à 57 mm.
4. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la composition de caoutchouc du bourrage tringle (23) présente un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 -96, au moins égal à 5 et au plus égal à 65 MPa, préférentiellement au moins égal à 15 au plus égal à 35 MPa.
5. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la première et seconde portion (41, 42) de la couche de carcasse (4) sont positionnées dans la portion du bourrelet radialement extérieure à la tringle de part et d’autre d’une gomme de bourrage (23), dite bourrage tringle, constituée d’une unique composition de caoutchouc.
6. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’épaisseur axiale (e) de la gomme de bourrage tringle mesurée à une distance radiale (d’) de 10 mm du point (231) le plus radialement extérieur du bourrage tringle (23), est au moins égale à 0,6 mm et au plus égale à 6 mm, préférentiellement au moins égale à 2 mm et au plus égale à 4 mm.
7. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une gomme de bourrage, dite gomme de bourrage extérieure (24), axialement extérieure à la gomme de bourrage tringle, sensiblement extérieure à l’extrémité (44) des éléments de renforcement de la couche de carcasse (4) et axialement intérieure à la gomme extérieure flanc (31) et à la partie de la gomme extérieure bourrelet (21) radialement extérieure à la tringle (22) dans lequel la composition de caoutchouc de la gomme de bourrage extérieure (24) présente un module d’extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 5992 - 96, au moins égal à 5 et au plus égal à 65 MPa, préférentiellement au moins égal à 15 au plus égal à 35 MPa.
8. Pneumatique selon la revendication 7, dans lequel la composition de caoutchouc constituant la gomme de bourrage extérieure (24) a une perte dynamique tanô, mesurée selon la même norme ASTM D 5992 - 96, à une température de 23°C et sous une contrainte de 0,7 MPa à 10 Hz, au moins égale à 0.1 et au plus égale à 0.35.