LU86702A1

LU86702A1 - HEEL REINFORCEMENT FOR PNEUMATIC TAPE

Info

Publication number: LU86702A1
Application number: LU86702A
Authority: LU
Inventors: Robert Mccurdy Allen
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1987-05-04
Also published as: FR2591154B1; ZA868925B; FR2591154A1; JPS62137206A; ES2003574A6; BR8605896A

Description

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Renforcement de talon pour un bandage pneumatique.Heel reinforcement for a pneumatic tire.

La présente invention concerne un bandage pneumatique perfectionné et, en particulier, une structure de tringles d'acier perfectionnée pour des 5 bandages pneumatiques qui sont montés sur une jante de véhicule avec ou sans chambre à air.The present invention relates to an improved pneumatic tire and, in particular, to an improved steel bead structure for pneumatic tires which are mounted on a vehicle rim with or without an inner tube.

Les bandages pneumatiques sont normalement montés sur des jantes comportant des surfaces qui définissent des sièges de talons et qui sont incli-i 10 nées sous un angle de 0 à 15° autour de l'axe de rotation. Afin de transférer les forces du bandage pneumatique à la jante, de maintenir le talon du bandage pneumatique en position stable sur le siège de talon de la jante, d'empêcher l'échappement du 15 gaz ou de l'air de gonflage et d'éviter un délogement du talon du bandage pneumatique hors de son siège, les talons des bandages pneumatiques sont pourvus d'une tringle en acier inextensible et à haute résistance à la traction. Ces tringles 20 d'acier sont habituellement réalisées en enroulant des fils d'acier isolés au caoutchouc à haute résistance à la traction et d'une résistance mécanique appropriée sur plusieurs tours et au diamètre requis jusqu'à ce qu'on obtienne la section transversale 25 désirée, formant ainsi une couronne de fils. Il est également bien connu que les procédés courants et habituels de construction de tringles d'acier englobent les formes de réalisation suivantes : 1. des talons à enroulement en bande dans lesquels plusieurs 30 fils isolés par un élastomère sont amenés à la forme d'une bande plate qui est ensuite enroulée en une couronne d'un diamètre requis, formant ainsi une tringle d'acier à section transversale carrée ou rectangulaire. Etant donné qu'un talon de ce type 35 est entouré de la nappe de câblés de renforcement, ί 2 cette nappe doit être façonnée à un petit rayon aux coins intérieurs de la tringle, sinon celle-ci doit comporter une grande quantité de caoutchouc d'isolation pour que la tringle de configuration 5 carrée puisse se déformer en une configuration arrondie au cours de l'opération de vulcanisation du bandage pneumatique. Bien que cette construction soit très courante pour des bandages pneumatiques de petite dimension, elle est moins efficace 10 dans le cas de gros bandages pneumatiques ou de bandages pneumatiques haute pression qui nécessitent des tringles d'acier plus robustes et, par conséquent, plus volumineuses. Cela pose un problème en particulier dans le cas de bandages pneumatiques à 15 carcasse radiale pour fortes charges dans lesquels des nappes de carcasse à haute résistance à la traction doivent être ancrées fermement par un seul talon, la configuration des câblés des nappes autour du diamètre intérieur de la tringle ne permettant 20 pas de les adapter en contact intime et continu avec les surfaces intérieures d'une tringle d'acier à côtés plats. 2. Des talons de forme hexagonale à enroulement simple qui sont habituellement réalisés en enroulant un seul fil d'acier isolé par un élas-25 tomère et à haute résistance à la traction autour d'un mandrin d'enroulement jusqu'à ce qu'on atteigne la section transversale désirée avec une configuration intérieure plate et une disposition géométrique d'ensemble hexagonale. Avec de tels talons, on n'ob-30 tient pas non plus une configuration qui permet d'établir un contact intime et continu entre les surfaces intérieures de la tringle d'acier et les câblés de la nappe de carcasse environnante, cependant que ces talons restent populaires du fait que 35 leur configuration hexagonale permet un ajustement t 3 des nappes un peu meilleur qu'avec une tringle d'acier de configuration rectangulaire. 3. Des talons à enroulement de câbles qui sont habituellement réalisés en enroulant, autour d'une couronne 5 centrale de fils, plusieurs couches individuelles de fils d'acier enroulés en spirale et à haute résistance à la traction qui confèrent la haute résistance à la traction requise à la tringle.The pneumatic tires are normally mounted on rims having surfaces which define heel seats and which are inclined at an angle of 0 to 15 ° around the axis of rotation. In order to transfer the forces from the tire to the rim, to maintain the heel of the tire in a stable position on the heel seat of the rim, to prevent the escape of gas or air from inflating and to avoid dislodging the tire heel from its seat, the tire heels are fitted with an inextensible steel rod with high tensile strength. These steel rods are usually produced by winding rubber insulated steel wires with high tensile strength and of appropriate mechanical strength over several turns and at the required diameter until the cross section is obtained. 25 desired, thus forming a crown of wires. It is also well known that the current and usual methods of constructing steel rods include the following embodiments: 1. strip-wound heels in which several wires insulated by an elastomer are brought into the form of a flat strip which is then wound into a crown of a required diameter, thus forming a steel rod with square or rectangular cross section. Since a heel of this type 35 is surrounded by the ply of reinforcing cords, ί 2 this ply must be formed at a small radius at the inner corners of the rod, otherwise it must contain a large amount of rubber d insulation so that the square configuration rod 5 can deform into a rounded configuration during the vulcanization operation of the tire. Although this construction is very common for small pneumatic tires, it is less effective in the case of large pneumatic tires or high pressure pneumatic tires which require stronger and therefore larger steel rods. This poses a problem in particular in the case of pneumatic tires with a radial carcass for heavy loads in which carcass plies with high tensile strength must be firmly anchored by a single bead, the configuration of the cables of the plies around the internal diameter of the rod not allowing them to be adapted in intimate and continuous contact with the interior surfaces of a steel rod with flat sides. 2. Hexagonal heels of single winding which are usually produced by winding a single steel wire insulated by a bead elas-25 with high tensile strength around a winding mandrel until the desired cross section is reached with a flat interior configuration and a geometrical arrangement of a hexagonal assembly. With such heels, a configuration is also not obtained which allows an intimate and continuous contact to be established between the interior surfaces of the steel rod and the cords of the surrounding carcass ply, while these heels remain popular because their hexagonal configuration allows a slightly better adjustment of the plies than with a steel rod of rectangular configuration. 3. Cable-wound heels which are usually made by winding, around a central crown of wires, several individual layers of steel wire wound in a spiral and with high tensile strength which confer high resistance to rod pull required.

Avec de tels talons câblés, on obtient une configu-10 ration qui permet d'établir un contact intime et continu entre la tringle d'acier et la matière environnante de la nappe, cependant que la résistance mécanique est réduite du fait que l'on doit utiliser une couronne d'acier à faible résistance à la trac-15 tion et d'une section transversale relativement grande pour le fil central de la tringle. De même, un talon câblé est d'une réalisation moins efficace en raison de la complexité de l'enroulement des couches de fils en spirale autour d'une couronne cen-20 traie, ce qui exige des frais de fabrication nettement plus importants.With such cabled heels, a configuration is obtained which makes it possible to establish an intimate and continuous contact between the steel rod and the material surrounding the ply, while the mechanical resistance is reduced because must use a steel crown with low tensile strength and a relatively large cross-section for the central wire of the rod. Likewise, a wired heel is less efficient because of the complexity of winding the layers of spiral son around a cen-20 treated crown, which requires significantly higher manufacturing costs.

La Demanderesse a également constaté qu'il existait une tendance à la fatigue des câblés des nappes dans les bandages pneumatiques chaque fois 25 que les surfaces intérieures de la tringle d'acier ne sont pas ajustés avec un contact intime et continu aux câblés de la nappe environnante. Les talons des bandages pneumatiques doivent être dimensionnés de telle sorte que leur surface intérieure soit étroite-30 ment comprimée contre les surfaces du siège de talon de la jante afin d'éviter un glissement, un mouvement et, dans le cas des bandages pneumatiques sans chambre, une perte d'air. Dans les cas où les câblés de la nappe qui sont enroulés autour des 35 surfaces intérieures de la tringle d'acier, ne sont 4 pas en contact intime et continu avec cette dernière et où des zones d'élastomères compressibles existent entre ces câblés et la tringle d'acier, l'opération de montage du bandage pneumatique sur sa jante a 5 pour effet de comprimer axialement la matière de la nappe dans le sens longitudinal des câblés en dessous du diamètre intérieur de la tringle d'acier. Etant * donné que la matière des câblés de la nappe ne pos sède pas une résistance à la compression, il peut 10 en résulter une fatigue de ces câblés lors de la mise en service.The Applicant has also found that there is a tendency for the cables of the plies to tire out in the pneumatic tires whenever the internal surfaces of the steel rod are not adjusted with intimate and continuous contact to the cables of the ply surrounding. The heels of the pneumatic tires must be dimensioned so that their inner surface is tightly compressed against the surfaces of the heel seat of the rim in order to avoid slipping, movement and, in the case of pneumatic tires without a chamber. , loss of air. In the cases where the cables of the ply which are wound around the interior surfaces of the steel rod, are not in intimate and continuous contact with the latter and where zones of compressible elastomers exist between these cables and the steel rod, the operation of mounting the pneumatic tire on its rim 5 has the effect of axially compressing the material of the ply in the longitudinal direction of the cables below the internal diameter of the steel rod. Since the material of the ply cords does not have a compressive strength, this may result in fatigue of these cords during commissioning.

En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir une structure de talon perfectionnée pour un bandage pneumatique, dans laquelle 15 les déformations des câblés de la nappe dans la partie de contact de la base de talon du bandage pneumatique sont réduites au minimum en assurant un contact uniforme des câblés de la nappe de carcasse autour de la tringle d'acier, ces bandages pneumati-20 ques présentant une haute résistance à la fatigue des câblés de la nappe, tout en étant exempts de compression localisée de ces câblés dans la zone comprise entre la tringle d'acier et la base de talon de la jante. Un autre objet important de l'inven-25 tion est de fournir, pour un bandage pneumatique, une structure de tringle d'acier perfectionnée d'une conception simple et d'une fabrication efficace.Accordingly, an object of the present invention is to provide an improved heel structure for a tire, in which the deformations of the ply cords in the contact portion of the heel base of the tire are minimized by ensuring uniform contact of the cables of the carcass ply around the steel rod, these pneumatic tires having a high resistance to fatigue of the cables of the ply, while being free of localized compression of these cables in the area between the steel rod and the bead base of the rim. Another important object of the invention is to provide, for a pneumatic tire, an improved steel bead structure of simple design and efficient manufacture.

Dans les dessin?4 annexés : la figure 1 est une vue en coupe d'un ban-30 dage pneumatique illustrant la structure de tringle d'acier perfectionnée suivant la présente invention ; et la figure 2 est une vue en coupe partielle agrandie illustrant la structure générale d'un talon 35 du bandage pneumatique de la figure 1.In the accompanying drawings 4: Figure 1 is a sectional view of a pneumatic strip illustrating the improved steel bead structure according to the present invention; and FIG. 2 is an enlarged partial section view illustrating the general structure of a bead 35 of the pneumatic tire of FIG. 1.

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La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un bandage pneumatique, cette vue illustrant un flanc 11, une nappe de carcasse 12, une bande de roulement 13, ainsi qu'une tringle d'acier perfec-5 tionnée et une structure en dôme 15.Figure 1 is a cross-sectional view of a tire, this view illustrating a sidewall 11, a carcass ply 12, a tread 13, as well as a perfected steel rod and a structure in dome 15.

On se référera à présent à la figure 2 qui illustre une structure de tringle d'acier perfectionnée 1 pour un bandage pneumatique suivant la présente invention. La tringle d'acier 1 est constituée de 10 plusieurs fils. Les fils pour la tringle 1 ont été enroulés de manière continue en utilisant un mandrin rotatif avec une ouverture spécialement profilée par laquelle une configuration semi-circulaire est conférée à la partie inférieure 2 de la tringle. Le 15 nombre de tours de fils appliqués au mandrin et la position de chaque tour dans la séquence d'enroulement sont contrôlés par un guide qui se déplace latéralement à l'intervention d'une commande numérique en fonction de la position requise pour chaque 20 tour individuel, laquelle est programmée moyennant une analyse par ordinateur et sur la base d'instructions programmées. La tringle d'acier utilisée est isolée à l'aide d'une substance élastomère avant son application au mandrin d'enroulement afin d'assurer 25 une cohérence entre les fils au cours de l'assemblage et de combler les interstices qui les séparent. La surface supérieure ou extérieure de la tringle qui n'entre pas en contact avec les câblés de la nappe, est programmée pour un enroulement par superposition 30 en surfaces semi-hexagonales de la même manière que celle habituellement adoptée dans les talons hexagonaux. Lorsque la partie de base 2 est assemblée à la carcasse du bandage pneumatique, la base semi-circulaire 2 de la tringle d'acier est en contact 35 direct et intime avec les câblés de la nappe de car- 6 » casse 12. Grâce à ce contact direct, les forces engendrées par le gonflage et exercées sur les câblés de la nappe peuvent être transmises aux fils d'acier sous contrainte de la tringle sur la 5 surface maximum et sans compression axiale des câblés de la nappe ou déformation de ces câblés par rapport à leur configuration à l'état assemblé, en raison de la compression exercée contre la base de talon 2 de la jante.Reference will now be made to FIG. 2 which illustrates an improved steel bead structure 1 for a pneumatic tire according to the present invention. The steel rod 1 is made up of 10 several wires. The wires for the rod 1 were wound continuously using a rotary mandrel with a specially shaped opening through which a semicircular configuration is imparted to the lower part 2 of the rod. The number of turns of wire applied to the mandrel and the position of each turn in the winding sequence are controlled by a guide which moves laterally by means of a numerical control according to the position required for each turn. which is programmed by computer analysis and on the basis of programmed instructions. The steel rod used is insulated with an elastomeric substance before its application to the winding mandrel in order to ensure consistency between the wires during assembly and to fill the interstices which separate them. The upper or outer surface of the rod, which does not come into contact with the cables of the sheet, is programmed for overlapping winding 30 in semi-hexagonal surfaces in the same manner as that usually adopted in hexagonal heels. When the base part 2 is assembled to the carcass of the tire, the semi-circular base 2 of the steel rod is in direct and intimate contact with the cables of the breakage ply 12. Thanks to this direct contact, the forces generated by the inflation and exerted on the cables of the sheet can be transmitted to the steel wires under stress of the rod on the maximum surface and without axial compression of the cables of the sheet or deformation of these cables compared to their configuration in the assembled state, due to the compression exerted against the bead base 2 of the rim.

10 La tringle d'acier 1 a démontré les résul tats souhaités dans un bandage pneumatique génie civil à carcasse radiale de dimension 36.00R51, en utilisant un fil d'acier de tringle d'un diamètre de 0,072 pouce (1,82 mm) isolé jusqu'à un diamètre 15 de 0,086 pouce (2,18 mm) et comportant 387 tours de fil.10 The steel rod 1 has demonstrated the desired results in a pneumatic tire for civil engineering with a radial carcass of dimension 36.00R51, using a steel rod wire with a diameter of 0.072 inch (1.82 mm) insulated up to a diameter of 0.086 inch (2.18 mm) and having 387 turns of wire.

Bien que l'on ait décrit certains détails et formes de réalisation représentatifs dans le but d'illustrer l'invention, l'homme de métier compren-20 dra que diverses modifications peuvent être apportées à cette dernière sans se départir de son esprit ou de son cadre.Although certain representative details and embodiments have been described in order to illustrate the invention, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the latter without departing from its spirit or its frame.

2e2nd

Claims

1. A pneumatic tire intended to be used on a motor vehicle, this pneumatic tire comprising; 5 a tread, two opposite flanks extending integrally from the respective lateral edges of the tread, two opposite heels extending integrally from the respective free ends of the individual flanks and comprising a base bead intended to be fitted on a wheel rim, this bead being characterized in that it comprises several layers of bead steel wire, one side of which has a semi-hexagonal configuration and the opposite side of which has a configuration semi-circular.

2. A pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the side with a semi-circular configuration is the extreme radial external part and a semi-hexagonal configuration defined on the extreme radial internal part.

3. A pneumatic tire according to claim 1 or 2, characterized in that the steel wire of the rod is a continuous strand of wire. l ·