WO2005047027A1

WO2005047027A1 - Pneumatique a mobilite etendue a double renfort et bourrelets asymetrique

Info

Publication number: WO2005047027A1
Application number: PCT/EP2004/012795
Authority: WO
Inventors: David Jardine; James Robert Anderson; Bernard Guerinon
Original assignee: Societe De Technologie Michelin; Michelin Recherche Et Technique S.A.
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2005-05-26

Abstract

Pneumatique pour roue de véhicule, comprenant deux flancs, des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, le flanc destiné à être positionné côté intérieur du véhicule est plus court que celui destiné à être positionné côté extérieur du véhicule, deux structures de renfort, séparées par un mélange caoutchoutique, et s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet, lesdits bourrelets comprenant une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet, chacun des bourrelets comportant un agencement spécifique et distinct de sa zone d'ancrage, de sorte que la zone d'ancrage du bourrelet destinée à être positionnée côté extérieur du véhicule comporte un plus grand nombre de piles de fils disposés axialement intérieurement par rapport aux portions d'extrémités des structures de renfort que la zone d'ancrage du bourrelet destinée à être positionnée côté intérieur du véhicule.

Description

PNEUMATIQUE A MOBILITE ETENDUE A DOUBLE RENFORT ET BOURRELETS ASYMETRIQUE

La présente invention concerne un pneumatique pour roue de véhicule dans lequel au moins un des bourrelets comporte un siège avec une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure, des flancs de hauteur inégales et des zones d'ancrages spécifiques pour chacun des flancs. Ce type de conception est particulièrement adapté aux nouvelles générations de pneumatiques pouvant être utilisés, dans certaines limites, dans des conditions de faible pression, voire de pression nulle ou quasi-nulle, avec une réduction du risque de désolidarisation du pneu de la jante sur laquelle il est monté. Ce concept est souvent désigné par l'expression "mobilité étendue".

Depuis longtemps les fabricants de pneumatiques tentent de mettre au point un pneumatique présentant un minimum de risque ou de danger potentiel lors d'un abaissement anormal, voire d'une perte totale de pression. Une des difficultés rencontrées concerne le roulage à plat ou à très faible pression. En effet, lors d'un roulage à très faible pression, voire à pression nulle avec des pneumatiques classiques, les bourrelets risquent fortement de se désolidariser du pourtour de la jante contre lequel ils étaient maintenus par la pression.

De nombreuses solutions ont été testées afin de pallier ces inconvénients. Souvent ces solutions engendrent des difficultés supplémentaires au niveau du montage et du démontage du pneu sur la jante.

Par ailleurs, la fonction serrage du pneumatique sur la jante est une fonction essentielle pour assurer les qualités du pneumatique en fonctionnement. En effet, elle agit directement ou indirectement sur de multiples aspects tels le montage (parfois désigné « clipsage ») ou fixation du pneumatique, l'étanchéité du pneumatique, la non rotation sur jante, etc. Ces fonctions sont toutes importantes et nécessitent des caractéristiques spécifiques et une fabrication rigoureuse des produits, en particulier si des standards de qualité élevés sont recherchés. Hors, les jantes et les pneumatiques ont souvent, pour un même code dimensionnel, des dimensions effectives légèrement différentes, principalement dues aux tolérances de fabrication. Ces variations de dimensions compliquent le respect des différentes fonctions préalablement énumérées.

Pour remplir ces fonctions, on utilise industriellement deux grands types de solutions. Tout d'abord, pour les pneumatiques traditionnels, la tringle assure simultanément toutes ces fonctions.

Plus récemment, pour plusieurs types de produits manufacturés par la demanderesse, la tringle classique est remplacée par une zone d'ancrage comportant notamment des arrangements de fils circonférentiels coopérant avec la structure de renfort de type carcasse via un mélange d'ancrage ou de liaison. Là encore, la zone d'ancrage assure toutes les fonctions présentées ci-dessus.

Dans ces deux cas, il est toutefois difficile d'optimiser certains paramètres, car très souvent, l'amélioration de l'un, se fait au détriment d'un autre. Ce jeu de compromis entre gain d'un côté et pénalisation d'un autre, comporte donc certaines limites, puisqu'il est souvent difficile de tolérer de moins bonnes performances pour certains aspects.

Le document EP 0 582 196 présente un pneumatique comportant une bande de roulement prolongée par deux flancs et deux bourrelets ainsi qu'une carcasse ancrée dans les deux bourrelets à un renforcement annulaire. La carcasse est constituée de fils disposés de façon adjacente, alignés circonférentiellement et en contact avec au moins une couche de gomme de liaison de très haut module d'élasticité dans la zone d'accrochage du bourrelet comprenant le renforcement annulaire. Dans ce pneumatique, le renforcement annulaire de la zone d'accrochage du bourrelet est constitué de piles de fils circonférentiels avec interposition entre les fils de renforcement de la carcasse et ces piles d'une couche de gomme de liaison de très haut module d'élasticité. Ce mode de réalisation est destiné aux pneumatiques de type classique, avec maintien des bourrelets contre le crochet de jante dû à la pression de gonflage du pneumatique. On retrouve dans ce type d'agencement une prédominance d'efforts orientés dans le sens latéral ou axial, induisant d'importantes forces de compression agissant sensiblement axialement depuis les parois vers le centre dudit bourrelet. Ces forces augmentent en fonction de la pression de gonflage. L'augmentation de la pression tend à faire glisser le bourrelet contre le crochet, radialement vers l'extérieur. Les efforts induits radialement vers l'intérieur, contre le siège de la jante , diminuent avec l'augmentation de la pression, ou avec toute augmentation de la tension de la structure de renfort de type carcasse.

On remarque par ailleurs que les piles de fils sont alignées dans un sens sensiblement parallèle à l'orientation du profil du crochet de jante contre lequel le bourrelet s'appuie. Le profil du bourrelet de ce type de pneumatique est relativement étroit et allongé; l'ancrage est réparti sur l'essentiel de la hauteur et de la largeur du bourrelet. Le passage de la carcasse dans le bourrelet est généralement sensiblement central par rapport aux parois dudit bourrelet. Par ailleurs, s'agissant d'un bourrelet relativement étroit sujet à des efforts à prédominance axiale, ni la pression de gonflage, ni la tension induite dans la carcasse ne permettent la génération d'important moments ou couples, tendant à faire pivoter ou tourner le bourrelet sur lui-même.

Avec un tel type de pneumatique, si la pression chute et que le roulage se poursuit, le maintien du pneumatique sur la jante n'est plus assuré, et dans la plupart des cas, il se produit un déjantage.

Le document EP 0 673 324 décrit un ensemble roulant comprenant au moins un pneumatique à armature de carcasse radiale ancrée dans chaque bourrelet et une jante de conformation particulière. Cette jante comporte un premier siège avec une génératrice telle que l'extrémité axialement extérieure de ladite génératrice est distante de l'axe de rotation d'une longueur inférieure à la distance séparant son extrémité axialement intérieure et est délimitée axialement à l'extérieur par une saillie ou rebord de jante. Le pneumatique comporte des sièges de bourrelets adaptés pour un montage sur cette jante. Le type d'interface pneumatique/jante proposé dans ce document présente de nombreux avantages par rapport aux solutions déjà connues, notamment au niveau de la facilité de montage/démontage tout en permettant d'effectuer un certain parcours malgré une chute de pression.

Le document EP 0 748 287 décrit une solution permettant une première optimisation de la technologie de base décrite dans le document EP 0 673 324 préalablement cité. Il s'agit d'un pneumatique dont au moins un bourrelet a une structure permettant de modifier le serrage dudit bourrelet en fonction de la tension de l'armature de carcasse et notamment un renforcement de celui-ci lorsque la pression de gonflage s'accroît jusqu'à sa valeur nominale. Le document propose ainsi l'utilisation d'un bourrelet avec ancrage de l'extrémité de la carcasse par retournement de celle-ci autour de la base de la tringle, par les cotés axialement et radialement intérieurs par rapport à la tringle. Le bourrelet comporte également, adjacent à la tringle et axialement à l'extérieur de celle-ci, un profilé de mélange caoutchouteux de dureté relativement élevée contre lequel la tringle peut venir exercer une force de compression lors d'un accroissement de tension de l'armature de carcasse. Cette force de compression crée un auto-serrage de la pointe du bourrelet sur la jante de montage. La tension de la carcasse entraîne donc un déplacement de la tringle vers l'extérieur, afin que cette dernière génère ladite force de compression. Dans une telle configuration, la présence d'une tringle de type classique et le retournement de la carcasse sous cette dernière sont présentés comme étant indispensables pour générer la force de compression. Ceci limite les possibilités d'envisager d'autres types d'agencement.

D'autre part, le document EP 0 922 592, décrit deux modes de réalisations avec ancrage de la carcasse par retournement de celle-ci axialement vers l'extérieur. Le premier mode propose un ancrage de la carcasse dans le bourrelet par retournement radialement vers l'extérieur de l'extrémité de la carcasse. Le retournement est entouré de part et d'autre par deux couches radialement superposées de fils métalliques disposés axialement côte à côte et couvrant sensiblement toute la portion axiale le long du siège du bourrelet. Les couches sont agencées de façon à être parallèles au siège. Les types de fils ainsi que les dimensions correspondantes sont très précises. La seconde solution proposée dans ce document concerne des sièges de bourrelets avec des diamètres différents. L'arrimage de la carcasse s'effectue également de façon différente par rapport à la première solution. Tout d'abord, la carcasse se subdivise en deux portions radialement séparées au niveau du bourrelet. Chaque portion est adjointe d'une couche de fils disposée radialement, chaque couche étant disposée radialement extérieurement contre chacune des portions de carcasse. La portion de carcasse radialement extérieure et la couche de fils radialement à l'intérieur sont séparées par un insert de type élastomère à dureté élevée prévu dans le bourrelet. Cet insert garnit axialement la portion centrale du bourrelet et remonte radialement vers l'extérieur et axialement vers l'intérieur, au-delà de la limite radiale de présence des fils métalliques.

Les deux exemples de solutions du document EP 0 922 592 comportent plusieurs inconvénients. Ainsi, l'arrimage de la carcasse proposé dans ce document nécessite la présence d'un retournement axialement vers l'extérieur de la portion d'extrémité de la carcasse. D'autre part, les couches de fils superposées sont disposées radialement près du siège du bourrelet, en bonne partie à une position radiale plus près de l'axe de rotation que la portion haute du rebord sur lequel le bourrelet appuie. A moins d'utiliser des fils fortement extensibles, le montage/démontage du pneumatique est difficile à exécuter, dû à la position radiale défavorable des fils. On remarque également que les piles sont orientées de façon sensiblement parallèle au profil du siège contre lequel le bourrelet appuie. Selon la seconde solution, la carcasse se subdivise en deux portions et un insert à dureté élevé est nécessaire pour séparer d'une part les couches de fils et d'autre part les deux portions de carcasse. L'ancrage de la carcasse n'est cependant pas réalisé dans l'insert. La forme de l'insert décrit est limitative.

Le document WO 01/39999 décrit un pneumatique à mobilité étendue dont chacun des bourrelets comporte un siège inversé, une zone d'ancrage, une zone d'appui et une zone de transition. Chacune des zones prises isolément de même que l'ensemble des zones forment en quelque sorte un bourrelet interne susceptible d'effectuer des mouvements relatifs, comme par exemple de type angulaire ou en rotation, par rapport à une autre zone, ou par rapport à un centre de pression CP virtuel, ou par rapport au siège de la jante, etc. De préférence, ladite zone d'appui est sensiblement allongée. Elle se prolonge par exemple sensiblement le long du siège du bourrelet. Le transfert des efforts lors de la rotation de la zone basse de la portion axialement interne vers la portion axialement externe est ainsi possible, tout en conservant un appui contre au moins une portion du siège du bourrelet. Le transfert des efforts assure un autoserrage de la pointe du bourrelet contre la jante.

En règle générale, les pneumatiques comportent des éléments d'architecture conçus de façon symétrique, c'est-à-dire similaires sur les deux flancs. Ce mode de conception est si répandu qu'il est devenu naturel pour l'homme du métier de concevoir des pneumatiques suivant cette pratique. Or, la transposition directe d'une telle pratique, dans des produits intrinsèquement asymétriques, peut présenter certaines limitations ou inconforts techniques. Par exemple, dans le cas de pneumatiques pourvus de flancs de hauteurs inégales et de sièges de bourrelets inversés, les efforts induits au niveau de chacun des bourrelets peuvent varier considérablement. Ainsi dans un flanc externe relativement haut par rapport au flanc interne de la roue, les contraintes à supporter sont sensiblement plus importantes. Par ailleurs, le bourrelet et le flanc du côté extérieur du véhicule sont plus exposés aux aléas routiers et aux différentes agressions que cela peut entraîner. Ces différentes contraintes obligent souvent les concepteurs à prévoir de multiples éléments de renfort et/ou d'ancrage et/ou de protection afin de bien supporter les conditions exigeantes liées au positionnement du côté extérieur de la roue. Les éléments architecturaux résultant impliquent d'importantes conséquences en poids, en coût, en place, en difficulté et/ou temps de fabrication, en matériaux supplémentaires, etc. En dupliquant l'architecture du bourrelet extérieur, établie en fonction des contraintes limites de ce côté de la roue, pour obtenir un bourrelet similaire du côté intérieur, on amplifie d'autant ces diverses conséquences.

Par ailleurs, de nombreux produits comportent un bourrelet extérieur de plus grande dimension ou surface que le bourrelet intérieur. Par exemple, le bourrelet extérieur peut nécessiter des zones de protection contre les agressions de l'environnement extérieur. Dans les cas où la surface occupée par le bourrelet côté intérieur est plus petite par rapport au côté extérieur, la transposition directe d'une architecture établie en fonction d'un bourrelet extérieur peut s'avérer difficile, voire impossible, par manque de place dans le bourrelet intérieur.

Par ailleurs, l'homme du métier, est régulièrement confronté au problème consistant à développer des variantes à partir d'un produit de base. Différents aspects entrent alors en considération pour définir les variantes envisagées. Les aspects économiques occupent de plus en plus une place prépondérante dans les différents critères à considérer. Ces aspects englobent notamment les différents outillages nécessaires pour la réalisation des produits. Les moules constituent sans doute un élément clé de l'outillage compte tenu de leur coût en général relativement élevé. Pour minimiser l'impact des moules sur le prix de revient, et pour tenir compte également des délais de réalisation, du stockage de ces moules, etc, on peut souhaiter réutiliser les mêmes moules que ceux déjà conçus pour un produit de base comparable, déjà existant. On doit alors conserver le profil ou contour du produit. Par exemple, dans le cas où l'on souhaite élaborer une version d'un produit comportant deux structures de renfort de type carcasse sur la base d'un produit muni d'une seule structure de renfort de type carcasse, l'homme du métier est confronté à la difficulté de l'intégration d'une seconde structure de renfort, avec une situation iso-profil au niveau de la coupe du pneumatique.

La figure 1 illustre bien le problème que rencontre l'homme du métier lorsqu'il souhaite réaliser, à iso-moule, une version du produit comportant deux structures de renforts disposées côte à côte, à la place d'une seule, et avec un encombrement prévu pour une seule. Le moule de base a été conçu de façon à optimiser l'espace et le poids à tous les niveaux, et notamment dans la zone du bourrelet du côté du flanc le plus court. Il reste donc très peu d'espace disponible pour modifier l'architecture de base.

A la figure 1 , le trait discontinu montre la position la plus probable que pourrait occuper la seconde structure de renfort. Or, un tel positionnement peut présenter des inconvénients importants. En effet, soit, comme dans le cas illustré à la figure 1 , du côté du flanc le plus court, la portion de structure de renfort externe chemine trop près de l'extérieur du flanc ; pour éviter cet inconvénient, on pourrait alors déplacer l'ensemble des deux structures de renfort et des zones d'ancrage axialement vers l'intérieur. Mais on aurait alors une autre situation désavantageuse, dans laquelle la pile axialement la plus à l'intérieur de la zone d'ancrage serait disposée trop près de la limite axialement interne du bourrelet. Une combinaison de ces deux situations est également possible, mais aussi non souhaitable.

Une disposition inversée, dans laquelle la seconde structure de renfort est disposée intérieurement par rapport à la première, présenterait des inconvénients similaires. Une solution symétrique d'ancrage de deux structures de renfort dans les deux bourrelets, en particulier dans un mode de réalisation à iso-moule (avec un moule prévu pour un agencement avec une seule structure de renfort) n'est donc pas avantageuse.

La présente invention a pour objet de pallier ces différents inconvénients.

Pour ce faire, elle propose un pneumatique pour roue de véhicule, comprenant:

-deux flancs espacés axialement l'un de l'autre, réunis à leurs portions radialement extérieures par une zone de sommet pourvue sur sa portion radialement extérieure d'une bande de roulement circonférentielle ;

-des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, chaque bourrelet comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec une jante adaptée ;

-deux structures de renfort, séparées par un mélange caoutchoutique, s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet ;

-lesdits bourrelets comprenant : - un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure ;

- une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet, comprenant un arrangement de fils circonférentiels disposés de façon sensiblement adjacente à une portion de la structure de renfort et comprenant au moins deux piles réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort ;

- une zone d'appui dudit bourrelet s'étendant sensiblement le long du siège de celui-ci ;

- chacun des bourrelets comportant un agencement spécifique et distinct de sa zone d'ancrage, de sorte que la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus long comporte un plus grand nombre de piles de fils disposés axialement intérieurement par rapport aux portions d'extrémités des structures de renfort que la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus court

La solution revendiquée implique donc, dans le bourrelet associé au flanc le plus court, de disposer la seconde pile de fils circonférentiels axialement extérieurement par rapport aux structures de renfort. On obtient ainsi des agencements qui diffèrent d'un bourrelet à l'autre.

Un tel mode de réalisation permet d'optimiser les configurations de chacune des zones d'ancrage et plus généralement de chacun des bourrelets en fonction des contraintes réelles devant être supportées. Ces contraintes étant susceptibles d'être différentes, on peut éviter de « sur-dimensionner » une zone en se basant uniquement sur la contrainte maximale devant être supportée sur le côté le plus sollicité et en configurant les zones d'ancrage de façon identiques dans chacun des bourrelets. On tire ainsi un important bénéfice du fait que le bourrelet du côté intérieur, préférablement associé au flanc le plus court, est en général moins sollicité et peut être conçu en tenant compte de limites d'utilisation souvent moins sévères. On peut alors concevoir un bourrelet interne qui soit par exemple plus simple, plus léger, plus compact, plus souple, plus simple à fabriquer, moins coûteux, etc. On retrouve des avantages au niveau des coûts puisqu'on évite l'utilisation de matériaux qui seraient pratiquement inutiles, et qui, dans une certaine mesure, impliqueraient des pénalités en poids. Par ailleurs, le flanc du côté interne conserve des caractéristiques de montage/démontage favorables. Enfin, la capacité de résistance aux sollicitations mécaniques du bourrelet du côté externe est en général supérieure à celle du côté interne.

De façon similaire, le bourrelet externe peut être conçu sans crainte que les éléments additionnels viennent pénaliser le bourrelet interne, pour lequel ces éléments additionnels ne seraient pas forcément requis. Cela peut permettre, pour certaines utilisations pour lesquelles les conditions limites sont extrêmes, de concevoir un produit adapté et performant, qu'il aurait été difficile à réaliser avec deux zones d'ancrage identiques, par exemple par manque de place dans le bourrelet interne.

Un pneumatique selon l'invention est particulièrement avantageux pour certains types de produits de haute technicité et/ou des produits dont la hauteur de flanc est importante tels des pneumatiques de type « SUV (Sport Utility Vehicle) » par exemple.

Selon une variante de réalisation, le nombre de piles de fils circonférentiels de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus court, est avantageusement plus élevé du côté axialement extérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement intérieur.

Selon une autre variante de réalisation, le nombre de piles de fils circonférentiels de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus long, est plus élevé du côté axialement intérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement extérieur.

De manière avantageuse, une zone latérale extérieure est disposée dans la zone du bourrelet prévue pour être placée entre le rebord ou crochet dé jante et la zone d'ancrage. Cette zone est meublée de préférence par un mélange caoutchoutique de sensiblement haut module, par exemple compris entre 10 et 40 MPa.

De manière avantageuse, la zone latérale extérieure est prévue dans la portion axialement externe du bourrelet et s'étend entre la portion adjacente au crochet de jante et la zone d'ancrage. Elle coopère avantageusement avec la zone d'ancrage, ce qui permet une meilleure action mécanique entre ladite zone d'ancrage et la portion du bourrelet adjacente au crochet de jante.

Cette zone permet d'augmenter la pression de serrage, notamment dans la région du crochet de jante. Grâce à sa déformabilité réduite, elle permet de limiter la tendance du bourrelet à glisser radialement extérieurement au-delà du crochet de jante. Elle contribue par ailleurs d'une part à inhiber toute tendance à générer un moment de rotation, et d'autre part à établir une stabilité dynamique, comme par exemple lors de virages ou de sollicitations latérales importantes.

La zone d'ancrage ne comporte pas de tringle, notamment de tringle de type traditionnel, comme par exemple une tringle multifilaire contre laquelle une nappe carcasse est retournée, de façon à ce que la zone de coopération entre la portion retournée de nappe et la tringle procure le maintien de la nappe carcasse.

Les structures de renfort des flancs et du sommet sont avantageusement de type carcasse, leurs propriétés mécaniques s'apparentant à celles des nappes carcasses de type connu.

La zone d'appui est de préférence sensiblement adjacente au siège de jante.

Selon un mode de fabrication particulièrement avantageux où les différents constituants du pneumatique sont disposés directement sur un noyau central dont la forme confère au pneumatique en cours de fabrication une forme sensiblement similaire à la forme du produit fini, la suppression du retournement (qui existe avec une architecture traditionnelle) permet une simplification avantageuse de la fabrication.

Selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, les bases des piles (les fils radialement les plus près de l'axe de rotation du pneumatique) sont disposées radialement plus à l'extérieur que l'extrémité dudit rebord (portion axialement et radialement la plus à l'extérieur dudit rebord). Les bases des piles sont avantageusement prévues de façon à être disposées radialement extérieurement par rapport au rebord de la jante adaptée au pneumatique. Les opérations de montage/démontage du pneumatique sur sa jante sont alors facilitées.

De manière avantageuse, la structure de renfort de type carcasse s'étend sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet. Ladite structure peut ainsi être unitaire et s'étendre d'un bourrelet à l'autre, ou encore être partagée en deux demi-structures, s'étendant chacune le long d'un seul flanc.

Le nombre de piles ainsi que le nombre d'enroulements ou de spires de chacune des piles est avantageusement établi en fonction des caractéristiques recherchées pour le pneumatique, par exemple sa pression de service. Par exemple, un nombre de piles plus élevé peut être souhaité afin d'augmenter la rigidité au niveau de la zone du bourrelet.

La structure de renfort de type carcasse est de préférence constituée d'un enroulement filaire faisant des allers-retours entre les deux bourrelets en formant dans chacun des bourrelets des boucles. Par ailleurs, l'enroulement filaire est préférablement constitué d'un seul fil.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples de réalisation du pneumatique conforme à l'invention, donnés à titre non limitatif et en se référant aux figures 1 à 3 annexées, dans lesquelles:

la figure 1 illustre, en coupe transversale, un pneumatique de type connu, comportant une seule structure de renfort;

la figure 2 illustre, en coupe transversale, un exemple de réalisation d'un pneumatique selon l'invention; la figure 3 illustre, en coupe transversale agrandie, les bourrelets de l'exemple de réalisation de la figure 2;

L'armature de renforcement ou renforcement des pneumatiques est à l'heure actuelle - et le plus souvent - constituée par empilage d'une ou plusieurs nappes désignées classiquement « nappes de carcasse », «nappes sommet », etc. Cette façon de désigner les armatures de renforcement provient du procédé de fabrication, consistant à réaliser une série de produits semi-finis en forme de nappes, pourvues de renforts filaires souvent longitudinaux, qui sont par la suite assemblées ou empilées afin de confectionner une ébauche de pneumatique. Les nappes sont réalisées à plat, avec des dimensions importantes, et sont par la suite coupées en fonction des dimensions d'un produit donné. L'assemblage des nappes est également réalisé, dans un premier temps, sensiblement à plat. L'ébauche ainsi réalisée est ensuite mise en forme pour adopter le profil toroïdal typique des pneumatiques. Les produits semi-finis dits « de finition » sont ensuite appliqués sur l'ébauche, pour obtenir un produit prêt pour la vulcanisation.

Un tel type de procédé "classique" implique, en particulier pour la phase de fabrication de l'ébauche du pneumatique, l'utilisation d'un élément d'ancrage (généralement une tringle), utilisée pour réaliser l'ancrage ou le maintien de l'armature de carcasse dans la zone des bourrelets du pneumatique. Ainsi, pour ce type de procédé, on effectue un retournement d'une portion de toutes les nappes composant l'armature de carcasse (ou d'une partie seulement) autour d'une tringle disposée dans le bourrelet du pneumatique. On crée de la sorte un ancrage de l'armature de carcasse dans le bourrelet.

La généralisation dans l'industrie de ce type de procédé classique, malgré de nombreuses variantes dans la façon de réaliser les nappes et les assemblages, a conduit l'homme du métier à utiliser un vocabulaire calqué sur le procédé ; d'où la terminologie généralement admise, comportant notamment les termes «nappes», «carcasse», «tringle», «conformation» pour désigner le passage d'un profil plat à un profil toroïdal, etc. Cependant, il existe aujourd'hui des pneumatiques qui ne comportent à proprement parler pas de «nappes» ou de «tringles» d'après les définitions précédentes. Par exemple, le document EP 0 582 196 décrit des pneumatiques fabriqués sans l'aide de produits semi-finis sous forme de nappes. Par exemple, les fils des différentes structures de renfort sont appliqués directement sur les couches adjacentes de mélanges caoutchoutiques, le tout étant appliqué par couches successives sur un noyau toroïdal dont la forme permet d'obtenir directement un profil s'apparentant au profil final du pneumatique en cours de fabrication. Ainsi, dans ce cas, on ne retrouve plus de «semi-finis», ni de «nappes», ni de «tringle». Les produits de base tels les mélanges caoutchoutiques et les renforts sous forme de fils ou filaments, sont directement appliqués sur le noyau. Ce noyau étant de forme toroïdale, on n'a plus à former l'ébauche pour passer d'un profil plat à un profil sous forme de tore.

Par ailleurs, les pneumatiques décrits dans ce document ne disposent pas du "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle. Ce type d'ancrage est remplacé par un agencement dans lequel on dispose de façon adjacente à ladite structure de renfort de flanc des filaments circonférentiels, le tout étant noyé dans un mélange caoutchoutique d'ancrage ou de liaison.

Il existe également des procédés d'assemblage sur noyau toroïdal utilisant des produits semi-finis spécialement adaptés pour une pose rapide, efficace et simple sur un noyau central. Enfin, il est également possible d'utiliser un mixte comportant à la fois certains produits semi-finis pour réaliser certains aspects architecturaux (tels que des nappes, tringles, etc), tandis que d'autres sont réalisés à partir de l'application directe de mélanges et/ou de renforts sous forme de filaments.

Dans le présent document, afin de tenir compte des évolutions technologiques récentes tant dans le domaine de la fabrication que pour la conception de produits, les termes classiques tels que «nappes», «tringles», etc, sont avantageusement remplacés par des termes neutres ou indépendants du type de procédé utilisé. Ainsi, le terme «renfort de type carcasse» ou «renfort de flanc» est valable pour désigner les fils de renforts d'une nappe carcasse dans le procédé classique, et les fils correspondants, en général appliqués au niveau des flancs, d'un pneumatique produit selon un procédé sans semi-finis. Le terme «zone d'ancrage» pour sa part, peut désigner tout autant le "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle d'un procédé classique, que l'ensemble formé par les filaments circonférentiels, le mélange caoutchoutique et les portions adjacentes de renfort de flanc d'une zone basse réalisée avec un procédé avec application sur un noyau toroïdal.

Dans la présente description, le terme "fil" désigne en toute généralité aussi bien des monofilaments que des multifilaments ou des assemblages comme des câbles, des retors ou encore tout type d'assemblage équivalent, et ceci, quels que soient la matière et le traitement de ces fils. Il peut s'agir par exemple de traitements de surface, enrobage ou pré-encollage pour favoriser l'adhérence sur le caoutchouc. L'expression « fil unitaire » désigne un fil composé d'un seul élément, sans assemblage. Le terme « multifilaments » désigne au contraire un assemblage d'au moins deux éléments unitaires pour former un câble, un retors, etc.

D'autre part, on entend par structure radiale, un agencement à 90 degrés, mais aussi, selon l'usage, à un angle proche de 90°.

On sait que, de façon traditionnelle, la ou les nappes de carcasse sont retournées autour d'une tringle. La tringle remplit alors une fonction d'ancrage de la carcasse. Ainsi, notamment, elle supporte la tension se développant dans les fils de carcasse par exemple sous l'effet de la pression de gonflage. L'agencement décrit dans le présent document permet d'assurer une fonction similaire d'ancrage. Il est également connu d'utiliser la tringle de type traditionnel pour assurer une fonction de serrage du bourrelet sur une jante. L'agencement décrit dans le présent document permet également d'assurer un rôle similaire de serrage.

Dans la présente description, on entend par gomme ou mélange de « liaison », le mélange caoutchoutique éventuellement en contact avec les fils de renforcement, adhérant à ceux-ci et susceptible de remplir les interstices entre fils adjacents. On entend par "contact" entre un fil et une couche de gomme de liaison le fait qu'au moins une partie de la circonférence extérieure du fil est en contact intime avec le mélange caoutchoutique constituant de la gomme de liaison.

On désigne "flancs" les portions du pneumatique le plus souvent de faible rigidité de flexion situées entre le sommet et les bourrelets. On appelle "mélange flancs" les mélanges caoutchoutiques situés axialement extérieurement relativement aux fils de la structure de renforcement de la carcasse et à leur gomme de liaison. Ces mélanges ont habituellement un bas module d'élasticité.

On appelle "bourrelet" la portion du pneumatique adjacente radialement intérieurement au flanc.

On entend par "module d'élasticité" d'un mélange caoutchoutique, un module d'extension sécant obtenu à une déformation d'extension uniaxiale de l'ordre de 10% à température ambiante.

On entend par « pile », une superposition sensiblement radiale de fils ou de tours d'un seul fil lorsque le bourrelet est vu en coupe dans le plan diamétral comme sur la figure 2.

La capacité d'ancrage, (autrement désignée force d'ancrage ou force de rétention) s'entend comme étant la capacité de la zone d'ancrage, de maintenir favorablement et durablement l'ancrage de la structure de renfort de type carcasse dans la dite zone, dès lors que la dite structure est sujette aux contraintes mécaniques, notamment de tension, comprises dans des limites préétablies.

La figure 1 illustre une façon à laquelle l'homme du métier songerait spontanément dans le but d'implanter une seconde structure de renfort de type carcasse dans un produit en comportant une seule. Il s'agit en fait de positionner ladite structure de renfort de type carcasse soit d'un côté ou de l'autre de la structure de renfort déjà présente. A la figure 1 , la seconde structure de renfort de type carcasse 32, est disposée extérieurement par rapport à la première structure 2. Un tel mode de réalisation est toutefois difficile à réaliser puisque le profil de base ne comporte pas suffisamment d'espace pour y intégrer convenablement la 2e structure de renfort de type carcasse. Par exemple, il y aurait un risque que la seconde structure de renfort se retrouve trop près du bord externe du flanc, dû à l'ancrage de cette même structure de renfort, réalisé avec les piles de fils axialement les plus extérieures.

La figure 2 illustre, en coupe transversale, un pneumatique 1 selon l'invention. Ce pneumatique comprend un premier flanc 5 adjacent à un premier bourrelet 3 correspondant de préférence au bourrelet intérieur. De façon similaire, la portion opposée du pneumatique comprend un second flanc 6 adjacent à un second bourrelet 4. Un sommet 7, sur lequel est prévue une bande de roulement 8, assure la jonction entre les flancs. Le sommet comporte de préférence au moins une ceinture de renfort.

Le pneumatique comporte une première structure de renfort de type carcasse 2, pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut être agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet.

Une seconde structure de renfort de type carcasse 22 est agencée sensiblement extérieurement à la première. Les deux structures de renfort de type carcasse cheminent sensiblement en parallèle entre les deux bourrelets. La seconde structure 22 est ancrée dans chaque bourrelet, dans les zones d'ancrage 30 respectives, axialement extérieurement par rapport à la première structure 2. Les deux structures 2 et 22, bien que sensiblement voisines l'une de l'autre, sont de préférence séparées l'une de l'autre par la présence de mélange caoutchoutique, évitant ainsi tout contact entre les fils. Les portions d'extrémité 21 des structures de renfort 2 et 22 sont situées dans les bourrelets. L'ancrage de la seconde structure de renfort de type carcasse 22 dans chacun des bourrelets 3 et 4 est effectué en plaçant les portions 21 entre des piles 13 de fils 12, tel que décrit ultérieurement.

Les structures de renfort 2 et 22 peuvent être réalisées par enroulement d'un seul fil faisant des allers retours entre les deux bourrelets en formant dans chacun des bourrelets des boucles. Ces boucles, enrobées dans le mélange caoutchoutique, contribuent à la liaison mécanique entre la structure de renfort et le bourrelet, notamment les piles 13. Par la présence de boucles entre le parcours "aller" et le "retour" du fil, on voit que le renforcement est de type monofilament. Bien entendu, la structure de renfort de type carcasse pourrait ne pas être fabriquée de façon continue à partir d'un seul fil, et il pourrait ne pas y avoir de boucles, mais par exemple des extrémités libres.

Le bourrelet comporte par ailleurs une zone d'ancrage 30 sensiblement circonférentielle et comprenant un arrangement de fils circonférentiels 12 disposés de façon sensiblement adjacente à une portion des structures de renfort et comprend au moins trois piles 13 réparties de part et d'autre des structures de renfort, un mélange de liaison 14 (ou d'ancrage) étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort.

De chaque côté des portions d'extrémité 21 , au moins un fil 12 d'une des piles 13 est de préférence disposé à proximité immédiate de ladite portion 21 de la structure de renfort. Les piles sont donc préférentiellement agencées de façon à ce qu'une portion 21 soit intercalée entre des piles 13.

Dans la zone d'ancrage, l'espace entre les fils 12 et la structure de renfort 2 est occupé par un mélange caoutchoutique de liaison 14. On peut également prévoir l'utilisation de plusieurs mélanges ayant des caractéristiques différentes, délimitant plusieurs zones, les combinaisons de mélanges et les agencements résultants étant quasi-illimités. Selon diverses variantes, on utilise des mélanges caoutchoutiques de liaison 14 selon une panoplie de modules : à titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité peut être situé entre 10 et 20 Mpa, ou même à des valeurs supérieures, telles que 40 Mpa ou plus.

Les arrangements de fils 11 peuvent être agencés et fabriqués différemment. Par exemple, une pile 13 peut avantageusement être constituée d'un seul fil 12, enroulé (sensiblement à zéro degrés) en spirale, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre.

Selon l'exemple de réalisation de l'invention présenté aux figures 2 et 3, l'asymétrie des bourrelets 3 et 4 provient notamment du fait que le positionnement relatif des piles par rapport aux structures de renfort n'est pas le même dans les deux bourrelets. Ainsi, la zone d'ancrage 30 du bourrelet 4 associé au flanc 6 le plus long comporte un plus grand nombre de piles 13 de fils 12 disposés axialement intérieurement par rapport aux portions d'extrémités 21 des structures de renfort que la zone d'ancrage 30 du bourrelet associé au flanc 5 le plus court. Dans cet exemple, le bourrelet 4 comporte deux piles axialement internes contre une seule pile axialement interne pour le bourrelet 3.

Par ailleurs, dans ce même exemple, le nombre de piles 13 de fils circonférentiels 12 de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc 5 le plus court est plus élevé du côté axialement extérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement intérieur : on retrouve deux piles axialement extérieures contre une seule pile axialement intérieure. Par ailleurs, le nombre de piles 13 de fils circonférentiels de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc 6 le plus long est plus élevé du côté axialement intérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement extérieur : on retrouve deux piles axialement intérieures contre une seule pile axialement extérieure.

Bien évidemment, cet exemple n'est nullement limitatif, et le nombre de piles pourrait être différent, tout en respectant les proportions énoncées.

Enfin, dans l'exemple de réalisation présenté, le flanc 5 destiné à être positionné côté intérieur du véhicule est plus court que celui 6 destiné à être positionné côté extérieur du véhicule.

Le pneumatique selon l'invention est particulièrement adapté pour être utilisé sur une jante du type de celle décrite dans le document EP 0 673 324. Une telle jante comporte un siège et de préférence un rehaussement ou rebord situé axialement et radialement vers l'extérieur.

Les bases des piles (les fils radialement les plus près de l'axe de rotation du pneumatique) sont de préférence disposées radialement plus à l'extérieur que l'extrémité dudit rebord (portion axialement et radialement la plus à l'extérieur dudit rebord) tel qu'illustré par exemple à la figure 3. Les bases des piles sont avantageusement prévues de façon à être disposées radialement extérieurement par rapport au rebord de la jante (ou crochet de jante) adaptée au pneumatique. Les opérations de montage/démontage sont alors facilitées.

Les différents exemples de réalisations décrits et/ou illustrés peuvent avantageusement être réalisés avec des dispositifs du type de ceux décrits dans le document EP 0 580 055.

Ainsi par exemple, il est très avantageux de confectionner le pneumatique sur un noyau central imposant la forme de sa cavité intérieure. On applique sur ce noyau, de préférence dans l'ordre requis par l'architecture finale, tous les constituants du pneumatique, qui sont disposés directement à leur place finale, selon un profil sensiblement final. Dans ce cas, un tel pneumatique peut être moulé et vulcanisé comme exposé dans le document US 4 895 692.

Claims

REVENDICATIONS

1. Pneumatique pour roue de véhicule, comprenant:

-deux structures de renfort, séparées par mélange caoutchoutique, s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet ;

-lesdits bourrelets comprenant :

- un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure ;

- chacun des bourrelets comportant un agencement spécifique et distinct de sa zone d'ancrage, de sorte que la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus long comporte un plus grand nombre de piles de fils disposés axialement intérieurement par rapport aux portions d'extrémités des structures de renfort que la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus court.

2. Pneumatique selon la revendication 1 , dans lequel le nombre de piles de fils circonférentiels de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus court, est plus élevé du côté axialement extérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement intérieur. •

3. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le nombre de piles de fils circonférentiels de la zone d'ancrage du bourrelet associé au flanc le plus long, est plus élevé du côté axialement intérieur par rapport aux structures de renfort que du côté axialement extérieur.

4. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le flanc destiné à être positionné côté intérieur du véhicule est plus court que celui destiné à être positionné côté extérieur du véhicule.