FR3135918A1

FR3135918A1 - Pneumatic with a simplified aramid crown reinforcement

Info

Publication number: FR3135918A1
Application number: FR2205039A
Authority: FR
Inventors: Jose Merino Lopez; Christopher CAREME; Gael Pataut
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2022-05-25
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2023-12-01
Also published as: WO2023227272A1

Abstract

La présente invention concerne un pneumatique (1) dont l’armature de sommet (20) est simplifiée par rapport à des conceptions usuelles. L’armature de sommet (20) comporte au moins deux couches de travail (22), formées par un enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe (21) autour de l’armature de carcasse (40), ladite bande complexe (21) étant formée de deux couches de renforts continus en textile passant d’une couche à l’autre, lesdits renforts étant parallèles dans une couche et croisés d’une couche à l’autre avec des angles par rapport à la direction circonférentielle identiques en valeur absolue. Les renforts en textile ont un module d’extension mesuré à 2% de déformation compris entre [10 GPa ; 100 Gpa], et la rigidité axiale Ra de chaque couche de ladite bande complexe est comprise dans l’intervalle [3500 N/mm ; 16500 N/mm]. La largeur axiale d’une bande complexe est comprise dans l’intervalle [25mm ; 40mm]. Figure de l’abrégé : figure 1-AThe present invention relates to a tire (1) whose crown reinforcement (20) is simplified compared to usual designs. The crown reinforcement (20) comprises at least two working layers (22), formed by a circumferential spiral winding of a complex strip (21) around the carcass reinforcement (40), said complex strip (21 ) being formed of two layers of continuous textile reinforcements passing from one layer to the other, said reinforcements being parallel in one layer and crossed from one layer to the other with angles relative to the circumferential direction identical in value absolute. The textile reinforcements have an extension modulus measured at 2% deformation of between [10 GPa; 100 Gpa], and the axial rigidity Ra of each layer of said complex strip is included in the interval [3500 N/mm; 16500 N/mm]. The axial width of a complex strip is in the interval [25mm; 40mm]. Abstract Figure: Figure 1-A

Description

Pneumatique avec une armature de sommet simplifiée en aramidePneumatic with a simplified aramid crown reinforcement

Domaine de l’inventionField of the invention

La présente invention concerne un pneumatique dont l’armature de sommet est simplifiée par rapport à des conceptions usuelles. Bien que non limitée à ce type d’application, l’invention est plus particulièrement décrite en référence à un pneumatique radial destiné à être monté sur véhicule tourisme ou camionnette.The present invention relates to a tire whose crown reinforcement is simplified compared to usual designs. Although not limited to this type of application, the invention is more particularly described with reference to a radial tire intended to be mounted on a passenger vehicle or light truck.

DéfinitionsDefinitions

Par convention, on considère un repère (O, OX, OY, OZ), dont le centre O coïncide avec le centre géométrique du pneumatique, les directions circonférentielles OX, axiale OY, et radiale OZ désignent respectivement une direction tangente à la surface de roulement du pneumatique selon le sens de rotation, une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique, et une direction orthogonale à l’axe de rotation du pneumatique.By convention, we consider a reference frame (O, OX, OY, OZ), whose center O coincides with the geometric center of the tire, the circumferential directions OX, axial OY, and radial OZ respectively designate a direction tangent to the rolling surface of the tire according to the direction of rotation, a direction parallel to the axis of rotation of the tire, and a direction orthogonal to the axis of rotation of the tire.

Par radialement intérieur, respectivement radialement extérieur, on entend plus proche, respectivement plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique.By radially interior, respectively radially exterior, we mean closer, respectively further from the axis of rotation of the tire.

Par axialement intérieur, respectivement axialement extérieur, on entend plus proche, respectivement plus éloigné du plan équatorial du pneumatique, le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la bande de roulement du pneumatique et perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique.By axially interior, respectively axially exterior, we mean closer, respectively further from the equatorial plane of the tire, the equatorial plane of the tire being the plane passing through the middle of the tread of the tire and perpendicular to the axis of rotation of the tire. pneumatic.

La constitution du pneumatique est usuellement décrite par une représentation de ses constituants dans un plan méridien, c’est-à-dire un plan contenant l’axe de rotation du pneumatique. Un tel choix est motivé par en première approximation, l’axisymétrie de la géométrique du pneumatique autour de son axe de rotation.The constitution of the tire is usually described by a representation of its constituents in a meridian plane, that is to say a plane containing the axis of rotation of the tire. Such a choice is motivated by, as a first approximation, the axisymmetry of the geometry of the tire around its axis of rotation.

Un pneumatique comprend un sommet, destiné à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une bande de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées par l’intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté.A tire comprises a crown, intended to come into contact with a ground via a tread, the two axial ends of which are connected via two sidewalls to two beads ensuring the mechanical connection between the tire and the rim on which it is intended to be mounted.

Un pneumatique radial comprend en outre une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet.A radial tire further comprises a reinforcing reinforcement, consisting of a crown reinforcement, radially internal to the tread, and a carcass reinforcement, radially internal to the crown reinforcement.

L’armature de sommet d’un pneumatique radial comprend une superposition de couches de sommet s’étendant circonférentiellement, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse. Chaque couche de sommet est constituée de renforts parallèles entre eux et enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou mélange élastomérique. L’ensemble constitué par l’armature de sommet et la bande de roulement est appelé sommet.The crown reinforcement of a radial tire comprises a superposition of crown layers extending circumferentially, radially outside the carcass reinforcement. Each top layer is made up of reinforcements parallel to each other and coated with a polymeric material of the elastomer or elastomeric mixture type. The assembly consisting of the crown reinforcement and the tread is called the crown.

L’armature de carcasse d’un pneumatique radial concerné par l’invention comprend habituellement au moins une couche de carcasse constituée d’éléments de renforcement métalliques ou textiles enrobés chacune dans un mélange élastomérique d’enrobage. Dans au moins une couche de carcasse, les éléments de renforcement sont sensiblement parallèles entre eux et font, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 85° et 95°. Ladite au moins une couche de carcasse comprend une partie principale, reliant les deux bourrelets entre eux et s’enroule, dans chaque bourrelet, autour d’une structure annulaire de renforcement, qui est le plus souvent une tringle.The carcass reinforcement of a radial tire concerned by the invention usually comprises at least one carcass layer consisting of metallic or textile reinforcing elements each coated in an elastomeric coating mixture. In at least one carcass layer, the reinforcing elements are substantially parallel to each other and form, with the circumferential direction, an angle of between 85° and 95°. Said at least one layer of carcass comprises a main part, connecting the two beads together and wraps, in each bead, around an annular reinforcing structure, which is most often a rod.

Par mélange élastomérique, on entend un matériau élastomérique obtenu par mélangeage de ses divers constituants. Un mélange élastomérique comprend classiquement une matrice élastomérique avec au moins un élastomère diénique de type caoutchouc naturel ou synthétique, au moins une charge renforçante de type noir de carbone et/ou de type silice, un système de réticulation le plus souvent à base de soufre, et des agents de protection. Pour certaines applications, les élastomères considérés peuvent également comprendre des thermoplastiques (TPE).By elastomeric mixture is meant an elastomeric material obtained by mixing its various constituents. An elastomeric mixture conventionally comprises an elastomeric matrix with at least one diene elastomer of natural or synthetic rubber type, at least one reinforcing filler of carbon black type and/or silica type, a crosslinking system most often based on sulfur, and protection officers. For certain applications, the elastomers considered may also include thermoplastics (TPE).

Par l'expression composition "à base de", il faut entendre une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction des différents constituants utilisés, certains de ces constituants de base étant susceptibles de, ou destinés à, réagir entre eux, au moins en partie, lors des différentes phases de fabrication de la composition, en particulier au cours de sa réticulation ou vulcanisation.By the expression "based on" composition is meant a composition comprising the mixture and/or the reaction product of the different constituents used, certain of these basic constituents being capable of, or intended to, react with each other, at less in part, during the different phases of manufacturing the composition, in particular during its crosslinking or vulcanization.

Par l’expression « partie en poids pour cent parties en poids d’élastomère » (ou pce), il faut entendre au sens de la présente invention, la part, en masse pour cent parties d’élastomère présent dans la composition de caoutchouc considérée.By the expression “part by weight per hundred parts by weight of elastomer” (or pce), it is meant for the purposes of the present invention, the share, by mass per hundred parts of elastomer present in the rubber composition considered. .

Un mélange élastomérique peut être caractérisé mécaniquement, en particulier après cuisson, par ses propriétés dynamiques, telles qu’un module de cisaillement dynamique G*= (G’2+G’’2)1/2, où G’ est le module élastique de rigidité de cisaillement et G’’ le module de cisaillement visqueux, et une perte dynamique Tanδ=G’’/G’. Le module de cisaillement dynamique G* et la perte dynamique Tanδ sont mesurés sur un viscoanalyseur de type Metravib VA4000, selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de mélange élastomérique vulcanisé ayant la forme d’une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquene de 10Hz, à une température de 100°C. On effectue avec un balayage en amplitude de déformation de 0,1% à 50% (cycle aller), puis de 50% à 0,1% (cycle retour). Pour le cycle aller, on indique la valeur maximale de tan(δ) observée, noté Tan(δ)_max.An elastomeric mixture can be characterized mechanically, in particular after cooking, by its dynamic properties, such as a dynamic shear modulus G*= (G'2+G''2)1/2, where G' is the elastic modulus of shear rigidity and G'' the viscous shear modulus, and a dynamic loss Tanδ=G''/G'. The dynamic shear modulus G* and the dynamic loss Tanδ are measured on a Metravib VA4000 type viscoanalyzer, according to the ASTM D 5992-96 standard. The response of a sample of vulcanized elastomeric mixture having the shape of a sinusoidal stress in alternating simple shear is recorded, at a frequency of 10Hz, at a temperature of 100°C. We carry out with a sweep of deformation amplitude from 0.1% to 50% (forward cycle), then from 50% to 0.1% (return cycle). For the forward cycle, we indicate the maximum value of tan(δ) observed, denoted Tan(δ) _max .

Un mélange élastomérique peut également être caractérisé par des propriétés mécaniques statiques. Les essais de traction permettent de déterminer les contraintes d'élasticité et les propriétés à la rupture. Sauf indication différente, ils sont effectués conformément à la norme française N F T 46-002 de septembre 1988. On mesure en seconde élongation (i.e. après un cycle d'accommodation) les modules sécants dits "nominaux" (ou contraintes apparentes, en MPa) à 10% d'allongement (noté "MA10") et 100% d'allongement ("MA100"). Toutes ces mesures de traction sont effectuées dans les conditions normales de température (23±2°C) et d'hygrométrie (50±5% d'humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979). On mesure également les contraintes à la rupture (en MPa) et les allongements à la rupture (en %), à une température de 23°C.An elastomeric mixture can also be characterized by static mechanical properties. Tensile tests make it possible to determine the elastic stresses and the breaking properties. Unless otherwise indicated, they are carried out in accordance with the French standard N F T 46-002 of September 1988. The so-called "nominal" secant moduli (or apparent stresses, in MPa) are measured in second elongation (i.e. after an accommodation cycle). 10% elongation (denoted "MA10") and 100% elongation ("MA100"). All these traction measurements are carried out under normal conditions of temperature (23±2°C) and hygrometry (50±5% relative humidity), according to the French standard NF T 40-101 (December 1979). We also measure the stresses at break (in MPa) and the elongations at break (in %), at a temperature of 23°C.

L’homme du métier, concepteur de pneumatique, sait que les fonctions attendues d’un pneumatique sont au moins au nombre de trois. Il s’agit dans un premier temps de porter la charge, résultant de la masse du véhicule et de toutes les surcharges liées aux mouvements dynamiques du véhicule ainsi que les surcharges aérodynamiques éventuelles à haute vitesse. Dans un deuxième temps il faut pouvoir guider le véhicule sur les trajectoires décidées par le conducteur, et enfin il faut transmettre au sol les efforts d'accélération ou de freinage décidés par le conducteur.A person skilled in the art, a tire designer, knows that the expected functions of a tire are at least three in number. This first involves carrying the load, resulting from the mass of the vehicle and all overloads linked to the dynamic movements of the vehicle as well as possible aerodynamic overloads at high speed. Secondly, it is necessary to be able to guide the vehicle on the trajectories decided by the driver, and finally it is necessary to transmit to the ground the acceleration or braking efforts decided by the driver.

L’armature de sommet est un élément essentiel qui contribue de manière décisive aux trois fonctions de porter, guider, et transmettre. En conception usuelle, Ladite armature de sommet avec au moins deux couches métalliques croisées ceinture l’armature de carcasse pour doter le pneumatique de la solidité nécessaire pour assumer sa fonction de porter.The crown frame is an essential element that contributes decisively to the three functions of carrying, guiding, and transmitting. In usual design, said crown reinforcement with at least two crossed metal layers surrounds the carcass reinforcement to provide the tire with the solidity necessary to assume its carrying function.

La fonction Guider est aussi connue sous l’appellation ″comportement routier″. Il s’agit des réponses d’un ensemble véhicule/pneumatiques à des sollicitations multiples du conducteur (braquage, accélération, freinage…). Le comportement est à la fois essentiel en termes de sécurité pour la stabilité du véhicule mais également pour l’agrément de conduite.The Guiding function is also known as ″road behavior″. These are the responses of a vehicle/tyre assembly to multiple requests from the driver (steering, acceleration, braking, etc.). Behavior is essential both in terms of safety for the stability of the vehicle but also for driving pleasure.

Le pneu joue un rôle clé dans le comportement routier car il assure, en bout de chaîne, la transmission des efforts entre le véhicule et le sol afin de maintenir la trajectoire définie par le conducteur.The tire plays a key role in road behavior because it ensures, at the end of the chain, the transmission of forces between the vehicle and the ground in order to maintain the trajectory defined by the driver.

En virage, pour que le véhicule reste sur une trajectoire, il faut générer une force équivalente (mais de sens opposé) à la force centrifuge qui tend à éjecter le véhicule de la trajectoire. Cette force latérale doit être générée par les 4 pneus du véhicule pour vaincre la force centrifuge.When turning, for the vehicle to remain on a trajectory, it is necessary to generate a force equivalent (but in the opposite direction) to the centrifugal force which tends to eject the vehicle from the trajectory. This lateral force must be generated by the 4 tires of the vehicle to overcome the centrifugal force.

La déformation des pains de gomme en contact avec le sol génère un effort latéral. Le mécanisme qui permet au pneu de déformer les pains de gomme en virage est la mise en dérive. La dérive est l’angle entre la direction de la roue et la trajectoire suivie par le véhicule. En virage, cet angle n’est pas nul afin de permettre au pneumatique de déformer les pains de gomme de la bande de roulement et ainsi de générer les efforts latéraux nécessaires.The deformation of the rubber blocks in contact with the ground generates a lateral force. The mechanism that allows the tire to deform the rubber blocks when cornering is drift. Drift is the angle between the direction of the wheel and the path followed by the vehicle. When cornering, this angle is not zero in order to allow the tire to deform the rubber blocks of the tread and thus generate the necessary lateral forces.

On appelle rigidité de dérive transversale la variation des efforts transversaux générés dans l’aire de contact du pneumatique en mouvement écrasé par la charge portée, en fonction de l’angle de dérive appliqué au pneumatique. La rigidité de dérive transversale s’exprime en Newton par degré (N/°).Transverse drift stiffness is the variation in transverse forces generated in the contact area of the moving tire crushed by the load carried, as a function of the drift angle applied to the tire. The transverse drift stiffness is expressed in Newtons per degree (N/°).

Pour de faibles angles de dérive, c’est-à-dire des angles inférieurs à 10°, l’effort transversal, de direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique est proportionnel à l’angle de dérive. La rigidité de dérive transversale est égale à ce coefficient de proportionnalité.For low drift angles, that is to say angles less than 10°, the transverse force, in direction parallel to the axis of rotation of the tire, is proportional to the drift angle. The transverse drift stiffness is equal to this proportionality coefficient.

La rigidité de dérive transversale est une propriété mécanique essentielle qui relie le pneumatique au véhicule et qui détermine la qualité du comportement du véhicule sur route.Transverse drift stiffness is an essential mechanical property which connects the tire to the vehicle and which determines the quality of the vehicle's behavior on the road.

L’armature de sommet comprenant deux couches de renforts croisées contribue au développement des contraintes de cisaillements des mélanges de la bande de roulement dans l’aire de contact du pneumatique avec le sol de roulage, et donc de la rigidité de dérive.The crown reinforcement comprising two layers of crossed reinforcements contributes to the development of the shear stresses of the tread mixtures in the contact area of the tire with the rolling ground, and therefore of the drift rigidity.

Souvent, les pneumatiques de conception usuelle comprennent en plus des deux couches de sommet croisées, une couche supplémentaire de frettage comportant des renforts en textile, le plus souvent en polyamide (nylon) qui frette les deux couches de travail métalliques. Les renforts de la couche de frettage font un angle avec la direction circonférentielle comprise dans l’intervalle [-2.5° ; 2.5°]. Ce frettage de l’armature de travail apporte de la rigidité circonférentielle pour s’opposer aux efforts de centrifugation et pour permettre au pneumatique d’atteindre des vitesses de rotation élevées sans dommages.Often, tires of usual design include in addition to the two crossed crown layers, an additional hooping layer comprising textile reinforcements, most often polyamide (nylon) which hoops the two metal working layers. The reinforcements of the hooping layer make an angle with the circumferential direction included in the interval [-2.5°; 2.5°]. This shrinking of the working frame provides circumferential rigidity to resist centrifugal forces and to allow the tire to reach high rotational speeds without damage.

Il s’ensuit que l’armature de sommet d’un pneumatique radial de conception usuelle comprend en général au moins trois couches de sommet. D’une façon générale, plus de 200 matériaux entrent dans la composition d’un pneumatique tourisme.It follows that the crown reinforcement of a radial tire of usual design generally comprises at least three crown layers. Generally speaking, more than 200 materials are used in the composition of a passenger tire.

Il existe donc un besoin de simplifier la conception des pneumatiques, c’est-à-dire concevoir des pneumatiques plus légers qui nécessitent moins de matières premières et d’énergie pour les transformer, qui durent plus longtemps pour en tirer le meilleur parti ; concevoir des pneus à faible résistance au roulement qui permettent une économie de carburant tout en continuant d’améliorer leur adhérence et leur comportement routier.There is therefore a need to simplify the design of tires, that is to say, to design lighter tires which require less raw materials and energy to transform them, which last longer to get the most out of them; design tires with low rolling resistance that save fuel while continuing to improve their grip and road behavior.

Dans le document EP2331350B1, une approche de la conception du sommet d’un pneumatique est présentée où le nombre de couches du sommet est réduit, limité au frettage de l’armature de carcasse par une seule bande complexe composite.In document EP2331350B1, an approach to the design of the crown of a tire is presented where the number of layers of the crown is reduced, limited to the shrinking of the carcass reinforcement by a single composite complex strip.

Le principe de la bande complexe composite selon le document EP2331350B1 est de remplacer les deux couches de sommet croisées en enroulant circonférentiellement une bande complexe composite autour de l’armature de carcasse. Ladite bande complexe composite est formée de deux couches de renforts enrobés dans un mélange élastomérique.The principle of the composite complex strip according to document EP2331350B1 is to replace the two crossed top layers by circumferentially wrapping a composite complex strip around the carcass reinforcement. Said complex composite strip is formed of two layers of reinforcements coated in an elastomeric mixture.

Les inventeurs se sont donnés pour objectif d’apporter des évolutions à cette solution de sommet simplifié pour améliorer l’endurance d’un pneumatique tourisme quand il est gonflé, monté sur une jante, chargé par la masse portée et centrifugé à des vitesses supérieures à 180 km/h.The inventors have set themselves the objective of making changes to this simplified crown solution to improve the endurance of a passenger tire when it is inflated, mounted on a rim, loaded by the mass carried and centrifuged at speeds greater than 180 km/h.

Ce but a été atteint par la conception d’un pneumatique pour véhicule automobile comprenant :
deux bourrelets destinés à être montés sur une jante, deux couches de flancs reliées aux bourrelets, un sommet comportant une bande de roulement destinée à entrer en contact avec un sol, le sommet ayant un premier côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’une des deux couches de flancs et ayant un deuxième côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’autre des deux couches de flancs ;
une armature de carcasse comprenant au moins une couche de carcasse s'étendant depuis les deux bourrelets à travers les couches de flancs jusqu'au sommet;
ladite couche de carcasse comportant une pluralité d'éléments de renforcement de carcasse et étant ancrée dans les deux bourrelets par un retournement autour d’une tringle de renforcement, de manière à former dans chaque bourrelet une partie principale et un retournement;
le sommet comprenant une armature de travail constituée par au moins un enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe radialement extérieurement autour de l’armature de carcasse, ladite bande complexe étant composée de deux couches constituées de renforts en textile continus passant d’une couche à l’autre, lesdits renforts étant parallèles dans une couche, et croisés d’une couche à l’autre, avec des angles par rapport à la direction circonférentielle identiques en valeur absolue, lesdits renforts étant enrobés dans un mélange élastomérique ;
ladite bande complexe ayant une largeur axiale Lband comprise entre [25 mm ; 40mm], et la distance radiale entre les centres de deux renforts adjacents d’une première couche radialement intérieure et d’une deuxième couche radialement extérieure de la bande complexe est inférieure à une fois et demi le diamètre d’un renfort desdites couches,
ledit pneumatique étantcaractérisé en ce queles renforts en textile des couches de la bande complexe ont un module d’extension mesuré à 2% de déformation compris entre [10 GPa ; 100 Gpa],et en ce quela rigidité axiale Ra de chaque couche de ladite bande complexe est comprise dans l’intervalle [3500 N/mm ; 16500 N/mm], la rigidité axiale étant calculée à partir de la section S d’un renfort en mm², de son module d’extension E2, à 2% de déformation en MPa, et de la densité de renforts, De, dans la couche selon la formule Ra = E2 x S x De.This goal was achieved by the design of a tire for a motor vehicle comprising:
two beads intended to be mounted on a rim, two layers of sidewalls connected to the beads, a top comprising a tread intended to come into contact with a ground, the top having a first side connected to the radially outer end of the one of the two sidewall layers and having a second side connected to the radially outer end of the other of the two sidewall layers;
a carcass reinforcement comprising at least one carcass layer extending from the two beads through the sidewall layers to the top;
said carcass layer comprising a plurality of carcass reinforcement elements and being anchored in the two beads by an inversion around a reinforcing rod, so as to form in each bead a main part and an inversion;
the top comprising a working reinforcement constituted by at least one circumferential spiral winding of a complex strip radially externally around the carcass reinforcement, said complex strip being composed of two layers consisting of continuous textile reinforcements passing from one layer to the other, said reinforcements being parallel in one layer, and crossed from one layer to another, with angles relative to the circumferential direction identical in absolute value, said reinforcements being coated in an elastomeric mixture;
said complex band having an axial width Lband of between [25 mm; 40mm], and the radial distance between the centers of two adjacent reinforcements of a first radially inner layer and a second radially outer layer of the complex strip is less than one and a half times the diameter of a reinforcement of said layers,
said tire being characterized in that the textile reinforcements of the layers of the complex strip have an extension modulus measured at 2% deformation of between [10 GPa; 100 Gpa], and in that the axial rigidity Ra of each layer of said complex strip is included in the interval [3500 N/mm; 16500 N/mm], the axial rigidity being calculated from the section S of a reinforcement in mm ² , its extension modulus E2, at 2% deformation in MPa, and the density of reinforcements, De, in the layer according to the formula Ra = E2 x S x De.

Un pneumatique de l’invention se distingue des conceptions usuelles, par la présence d’une armature de sommet résultant de l’enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe autour de l’armature de carcasse. L’invention répond à l’objectif de simplification des inventeurs par le remplacement des deux nappes de sommet, et de la couche de frettage additionnelle des solutions pneumatiques usuelles, par une bande complexe enroulée autour de l’armature de carcasse.A tire of the invention is distinguished from usual designs by the presence of a crown reinforcement resulting from the circumferential spiral winding of a complex strip around the carcass reinforcement. The invention meets the inventors' objective of simplification by replacing the two top layers, and the additional hooping layer of usual pneumatic solutions, with a complex strip wound around the carcass reinforcement.

La largeur de la bande complexe et les renforts la composant doivent vérifier des conditions mécaniques et géométriques bien définies pour que l’invention fonctionne.The width of the complex strip and the reinforcements composing it must satisfy well-defined mechanical and geometric conditions for the invention to work.

Selon les inventeurs, les propriétés mécaniques des renforts de chaque couche de la bande complexe doivent être définies de manière à permettre l’atteinte d’un état mécaniquement couplé dans chaque bande complexe.According to the inventors, the mechanical properties of the reinforcements of each layer of the complex strip must be defined so as to allow the achievement of a mechanically coupled state in each complex strip.

Dans le cadre de l’invention, un état mécaniquement couplé dans une bande complexe d’au moins deux couches comprenant chacune des renforts enrobés dans un mélange élastomérique est défini sur un pneumatique gonflé, monté sur une jante, en étant soumis à une pression de gonflage de 250kPa. Dans ces conditions de sollicitations, l’état mécaniquement couplé dans une bande complexe est atteint quand les déformations de cisaillements dans les directions axiales et radiales dans le mélange élastomérique situé radialement entre les renforts sont constantes sur toute la largeur axiale de l’empilement. Dans ces conditions, la rigidité d’extension dans les renforts est maximale, et la bande complexe contribue au maximum de son potentiel au fonctionnement du sommet.In the context of the invention, a mechanically coupled state in a complex strip of at least two layers each comprising reinforcements coated in an elastomeric mixture is defined on an inflated tire, mounted on a rim, by being subjected to a pressure of inflation of 250kPa. Under these stress conditions, the mechanically coupled state in a complex strip is reached when the shear deformations in the axial and radial directions in the elastomeric mixture located radially between the reinforcements are constant over the entire axial width of the stack. Under these conditions, the extension rigidity in the reinforcements is maximum, and the complex band contributes to the maximum of its potential to the functioning of the vertex.

Une première condition pour atteindre le couplage mécanique dans la bande complexe est d’avoir la distance radiale entre les centres de deux renforts adjacents d’une première et d’une deuxième couches de la bande complexe, inférieure à une fois et demi le diamètre d’un renfort desdites couches. Une deuxième condition est d’avoir une largeur axiale suffisante de la bande complexe pour permettre l’atteinte du couplage. Selon les inventeurs, dans le cadre des pneumatiques tourisme et camionnette une largeur de la bande complexe comprise entre [25mm ; 40mm] est suffisante.A first condition for achieving mechanical coupling in the complex strip is to have the radial distance between the centers of two adjacent reinforcements of a first and a second layer of the complex strip, less than one and a half times the diameter d 'a reinforcement of said layers. A second condition is to have sufficient axial width of the complex strip to allow coupling to be achieved. According to the inventors, in the context of passenger and light truck tires, a width of the complex band is between [25mm; 40mm] is sufficient.

Le critère de couplage mécanique des couches d’une bande complexe s’exprime en fonction du diamètre des renforts desdites couches. Pour déterminer le diamètre d’un renfort textile, on utilise un appareil qui, à l’aide d'un récepteur composé d'un système optique collecteur, d'une photodiode et d'un amplificateur, permet de mesurer l’ombre du renfort éclairé par un faisceau LASER de lumière parallèle avec une précision de 0.1 micromètre. Un tel appareil est commercialisé par exemple par la société Z-Mike, sous la référence « 1210 ». La méthode consiste à fixer sur une table mobile motorisée, sous une prétension standard de 0,5 centinewton par tex (cN/tex), un échantillon du renfort dont on souhaite mesurer le diamètre, ayant subi un conditionnement préalable. Solidaire de la table mobile, le renfort est déplacé perpendiculairement au système de mesure d’ombre portée à une vitesse de 25 mm/s et coupe orthogonalement le faisceau LASER. Au moins 200 mesures d’ombres portées sont effectuées sur une longueur de 420 mm de câblé ; la moyenne de ces mesures d’ombre portée représente le diamètre du renfort.The mechanical coupling criterion of the layers of a complex strip is expressed as a function of the diameter of the reinforcements of said layers. To determine the diameter of a textile reinforcement, a device is used which, using a receiver composed of an optical collector system, a photodiode and an amplifier, makes it possible to measure the shadow of the reinforcement illuminated by a LASER beam of parallel light with a precision of 0.1 micrometer. Such a device is marketed for example by the company Z-Mike, under the reference “1210”. The method consists of fixing on a motorized mobile table, under a standard pretension of 0.5 centinewton per tex (cN/tex), a sample of the reinforcement whose diameter we wish to measure, having undergone prior conditioning. Integral to the mobile table, the reinforcement is moved perpendicular to the shadow measurement system at a speed of 25 mm/s and cuts the LASER beam orthogonally. At least 200 cast shadow measurements are carried out over a length of 420 mm of cable; the average of these cast shadow measurements represents the diameter of the reinforcement.

En complément des critères géométriques précédents, les propriétés mécaniques du textile doivent être prises en compte pour parvenir au pneumatique de l’invention. A partir de la courbe contraintes/déformations d’un matériau textile choisi, on détermine son module d’extension pour une déformation de 2%. Ledit module d’extension, selon les inventeurs, doit être compris dans l’intervalle [10 GPa ; 100 Gpa]. Cette première caractéristique permet une première sélection des textiles candidats.In addition to the previous geometric criteria, the mechanical properties of the textile must be taken into account to achieve the tire of the invention. From the stress/strain curve of a chosen textile material, we determine its extension modulus for a deformation of 2%. Said expansion module, according to the inventors, must be included in the interval [10 GPa; 100 Gpa]. This first characteristic allows an initial selection of candidate textiles.

Une deuxième caractéristique est liée à la capacité du sommet d’un pneumatique de l’invention à résister aux efforts de traction. En tenant compte de la diversité dimensionnelle des pneumatiques tourisme, la rigidité axiale d’une couche d’une bande complexe est comprise dans l’intervalle [3500 N/mm ; 16500 N/mm]. Une telle plage de variation de la rigidité axiale permet de couvrir aussi bien des petites dimensions en 13 pouces, que des dimensions les plus grosses au-delà de 18 pouces.A second characteristic is linked to the capacity of the crown of a tire of the invention to resist traction forces. Taking into account the dimensional diversity of passenger tires, the axial rigidity of a layer of a complex strip is included in the interval [3500 N/mm; 16500 N/mm]. Such a range of variation in axial rigidity makes it possible to cover both small dimensions of 13 inches and larger dimensions beyond 18 inches.

Il est connu qu’un pneumatique tourisme, monté sur une jante et gonflé à une pression de gonflage de 250 kPa, est soumis à des tensions réparties au sommet qui dépendent de la dimension du pneumatique. Alors que l’état de l’art préconise en règle générale d’utiliser des renforts métalliques en acier pour concevoir le sommet du pneumatique, les inventeurs ont constaté qu’un sommet avec des renforts en textile est également une solution viable quand les renforts en textile sont choisis de façon appropriée pour résister aux efforts de traction.It is known that a passenger tire, mounted on a rim and inflated to an inflation pressure of 250 kPa, is subjected to tensions distributed at the top which depend on the size of the tire. While the state of the art generally recommends using steel metal reinforcements to design the crown of the tire, the inventors have found that a crown with textile reinforcements is also a viable solution when the reinforcements in textile are chosen appropriately to resist tensile forces.

En ce qui concerne la fourniture de la bande complexe, elle peut être préalablement obtenue selon un procédé consistant à écraser un tube, lui-même formé par l’enroulement en spires jointives selon un angle donné par rapport à la direction longitudinale du tube, d’une bandelette dans laquelle des éléments de renforcements sont parallèles entre eux et à la direction longitudinale de ladite bandelette et enrobés dans un mélange polymérique. La largeur de la bandelette est ajustée en fonction de l’angle avec lequel les spires sont enroulées, de manière à rendre les spires jointives.Concerning the supply of the complex strip, it can be previously obtained according to a process consisting of crushing a tube, itself formed by winding in contiguous turns at a given angle relative to the longitudinal direction of the tube, d 'a strip in which reinforcing elements are parallel to each other and to the longitudinal direction of said strip and coated in a polymer mixture. The width of the strip is adjusted according to the angle with which the turns are wound, so as to make the turns contiguous.

Lors de l’écrasement dudit tube, les spires étant parfaitement jointives, la bande complexe obtenue est constituée de deux couches d’éléments de renforcement continus passant d’une couche à l’autre, lesdits éléments de renforcement étant parallèles dans une couche et croisés d’une couche à l’autre avec des angles par rapport à la direction circonférentielle identiques en valeur absolue. La réalisation d’un tube avec des spires jointives permet d’obtenir des éléments de renforcement linéaires dans chacune des couches, exception faite des extrémités axiales de chacune des couches, au niveau desquelles les éléments de renforcement forment des boucles pour assurer la continuité d’une couche à l’autre.When said tube is crushed, the turns being perfectly contiguous, the complex strip obtained is made up of two layers of continuous reinforcing elements passing from one layer to the other, said reinforcing elements being parallel in one layer and crossed from one layer to another with angles relative to the circumferential direction identical in absolute value. The production of a tube with contiguous turns makes it possible to obtain linear reinforcing elements in each of the layers, with the exception of the axial ends of each of the layers, at the level of which the reinforcing elements form loops to ensure the continuity of one layer to another.

Dans les pneumatiques de conception classique, l’armature de sommet est obtenue par la pose successive de deux couches croisées de renforts sur un tambour de finition. La condition aux limites de contrainte nulle à l’extrémité des renforts sectionnés des couches est à l’origine de cisaillements élevés en bords de couches, qui peuvent entraîner des fissurations dans le mélange d’enrobage des renforts. Ces fissurations se propagent selon la direction axiale et peuvent aller jusqu’à créer un clivage du sommet du pneumatique. La direction circonférentielle est une autre direction de propagation possible générant un déchaussement mécanique du mélange d’enrobage autour du renfort.In conventionally designed tires, the crown reinforcement is obtained by the successive installation of two crossed layers of reinforcements on a finishing drum. The boundary condition of zero stress at the end of the cut reinforcements of the layers is the cause of high shears at the edges of the layers, which can lead to cracking in the coating mixture of the reinforcements. These cracks propagate in the axial direction and can go so far as to create a splitting of the crown of the tire. The circumferential direction is another possible direction of propagation generating a mechanical loosening of the coating mixture around the reinforcement.

La réalisation de l’armature de travail selon la solution de l’invention permet d’éviter ces endommagements du pneumatique. L’absence de renforts à bord libre protège l’armature de travail des cisaillements excessifs de bords de couches connus avec les sommets classiques. Les mélanges de bordure utilisés dans les conceptions classiques de sommet pour bloquer les cisaillements excessifs de bords de couches ne sont plus nécessaires avec la technologie d’enroulement d’une bande complexe, ce qui conduit à une simplification de l’armature de travail et une diminution concomitante de son coût d’obtention.Producing the working frame according to the solution of the invention makes it possible to avoid this damage to the tire. The absence of free edge reinforcements protects the working reinforcement from excessive shearing of layer edges known with conventional tops. Edge mixtures used in conventional crown designs to block excessive layer edge shears are no longer necessary with complex web winding technology, leading to a simplification of the working reinforcement and a concomitant reduction in its cost of obtaining.

La combinaison des caractéristiques principales de l’invention à savoir le choix approprié en termes de module d’extension des renforts textiles, et de rigidité axiale d’une bande complexe, et le choix d’une largeur suffisante pour permettre le couplage mécanique des deux couches de la bande complexe, conduisent au pneumatique de l’invention. Ce pneumatique est caractérisé en ce que son armature de travail est formée d’un enroulement circonférentiel en spirale d’une bande renforcée par des renforts textiles qui frette l’armature de carcasse. D’autres caractéristiques, ou d’autres modes de réalisation de l’invention concourent à améliorer la robustesse du pneumatique de l’invention.The combination of the main characteristics of the invention, namely the appropriate choice in terms of extension modulus of the textile reinforcements, and axial rigidity of a complex strip, and the choice of a sufficient width to allow the mechanical coupling of the two layers of the complex strip, lead to the tire of the invention. This tire is characterized in that its working reinforcement is formed by a circumferential spiral winding of a strip reinforced by textile reinforcements which binds the carcass reinforcement. Other characteristics, or other embodiments of the invention contribute to improving the robustness of the tire of the invention.

Préférentiellement, les renforts des couches d’une bande complexe sont des câbles textiles, chaque câble étant obtenu par un retordage d’une torsion T2 de N brins d’un matériau textile dans une direction donnée D1 (respectivement sens S ou Z), avec N≥1, chaque brin résultant d’un surtordage d’une torsion T1 d’un filé dudit matériau textile, dans une direction opposée D2 (respectivement Z ou S).Preferably, the reinforcements of the layers of a complex strip are textile cables, each cable being obtained by twisting a twist T2 of N strands of a textile material in a given direction D1 (respectively S or Z direction), with N≥1, each strand resulting from overtwisting a twist T1 of a yarn of said textile material, in an opposite direction D2 (respectively Z or S).

La matière première entrant dans la fabrication d’un câble textile est le filé stocké par enroulement sur des bobines de 4 à 12 kg. C’est une mèche plate composée de filaments élémentaires continus, identiques tant par l’aspect que par les propriétés mécaniques, ladite mèche est issue directement des installations de filage. Un filé est défini généralement par la nature du matériau qui constitue les filaments (PET, Nylon, Rayonne, Aramide) ; sa masse linéique qui est exprimée en tex et qui représente la masse en gramme de 1000 m de filé ; du nombre de filaments élémentaires constituant le filé (200 à 1500), et du degré d’entremêlage des filaments élémentaires.The raw material used in the manufacture of a textile cable is the yarn stored by winding on spools of 4 to 12 kg. It is a flat wick composed of continuous elementary filaments, identical both in appearance and in mechanical properties, said wick comes directly from spinning installations. A yarn is generally defined by the nature of the material which constitutes the filaments (PET, Nylon, Rayon, Aramid); its linear mass which is expressed in tex and which represents the mass in grams of 1000 m of yarn; the number of elementary filaments constituting the yarn (200 to 1500), and the degree of intermingling of the elementary filaments.

A partir des filés, on réalise des câbles textiles, à double torsion (T1, T2), qui sont préparés par un procédé dit de retordage (« twisting ») dans lequel :

au cours d'une première étape, le surtordage, chaque filé ou fibre multifilamentaire (en anglais « yarn ») constitutive du câblé final est tout d'abord individuellement tordue sur elle-même (selon une torsion initiale T1) dans une direction donnée Dl (respectivement sens S ou Z), pour former un brin (en anglais « strand ») dans lequel les filaments élémentaires se voient imposés une déformation en hélice autour de l'axe de fibre (ou axe du brin) ;
puis, au cours d'une seconde étape, le retordage, plusieurs brins, généralement au nombre de deux, trois ou quatre, de natures identiques ou différentes dans le cas de câblés dits hybrides ou composites, sont ensuite retordus ensemble selon une torsion finale T2 (pouvant être égale à ou différente de T1) en direction opposée D2 (respectivement sens Z ou S, selon une nomenclature reconnue désignant l'orientation des spires selon la barre transversale d'un S ou d'un Z), pour l'obtention du câblé (en anglais « cord ») ou assemblage final à plusieurs brins.

From the yarns, double-twisted textile cables (T1, T2) are produced, which are prepared by a so-called twisting process in which:

during a first step, overtwisting, each yarn or multifilament fiber (in English “yarn”) constituting the final cable is first individually twisted on itself (according to an initial twist T1) in a given direction Dl (respectively S or Z direction), to form a strand in which the elementary filaments are subjected to a helical deformation around the fiber axis (or axis of the strand);
then, during a second stage, twisting, several strands, generally two, three or four in number, of identical or different natures in the case of so-called hybrid or composite cables, are then twisted together according to a final twist T2 (which may be equal to or different from T1) in the opposite direction D2 (respectively Z or S direction, according to a recognized nomenclature designating the orientation of the turns according to the crossbar of an S or a Z), to obtain cable (in English “cord”) or final assembly with several strands.

Le rôle du retordage est d'adapter les propriétés du matériau afin de créer la cohésion transversale du renfort, d’améliorer l’endurance aux sollicitations en compression et de répartir les contraintes sur tous les filaments. Cette étape du procédé de retorderie s’accompagne d’une baisse de la force de rupture et du module longitudinale et d’une augmentation de l’endurance à la fatigue avec l’augmentation de la torsion. En définitif, le procédé est paramétré de manière à obtenir un compromis entre la résistance à la fatigue et la force de rupture.The role of twisting is to adapt the properties of the material in order to create transverse cohesion of the reinforcement, to improve endurance to compressive stresses and to distribute the stresses over all the filaments. This stage of the twisting process is accompanied by a decrease in breaking force and longitudinal modulus and an increase in fatigue endurance with increasing twist. Ultimately, the process is parameterized so as to obtain a compromise between fatigue resistance and breaking force.

Le procédé d’obtention du câble se poursuit par une phase d’encollage de manière à assurer la liaison entre le câble et le mélange élastomérique qui l’entoure. La qualité de l’interface textile/mélange influence la performance en fatigue du câble encollé.The process of obtaining the cable continues with a gluing phase so as to ensure the connection between the cable and the elastomeric mixture which surrounds it. The quality of the textile/mixture interface influences the fatigue performance of the glued cable.

Avantageusement, le nombre N de brins d’un câble textile est compris entre 2 et 6, et préférentiellement N = 2. Un exemple d’un tel câble est le A-140/2 250/300, ce qui signifie que le câble est composé de l’assemblage de deux brins en aramide avec un titre 140 tex chacun. La torsion des filés pendant la phase de surtordage est de 250 tours par mètre, et celle des brins pendant la phase de retordage est de 300 tours par mètre.Advantageously, the number N of strands of a textile cable is between 2 and 6, and preferably N = 2. An example of such a cable is the A-140/2 250/300, which means that the cable is composed of the assembly of two aramid strands with a title of 140 tex each. The twist of the yarns during the over-twisting phase is 250 turns per meter, and that of the strands during the twisting phase is 300 turns per meter.

Quand N=2, un procédé industriel de câblage direct permet en une seule étape de fabrication de réaliser le surtordage et le retordage ce qui entraîne un gain significatif en productivité. En revanche, quand N=3, le surtordage et le retordage sont faits en deux opérations distinctes pour réaliser des constructions à 3 brins.When N=2, an industrial direct wiring process allows overtwisting and retwisting to be carried out in a single manufacturing step, which results in a significant gain in productivity. On the other hand, when N=3, overtwisting and retwisting are done in two separate operations to produce 3-strand constructions.

Avantageusement, la torsion de surtordage T1, et la torsion de retordage T2 sont identiques, et inférieures ou égales à 500 tours par mètre, préférentiellement inférieures ou égales à 350 tours par mètre, et encore plus préférentiellement inférieures ou égales à 150 tours par mètre.Advantageously, the overtwisting twist T1, and the twisting twist T2 are identical, and less than or equal to 500 turns per meter, preferably less than or equal to 350 turns per meter, and even more preferably less than or equal to 150 turns per meter.

Préférentiellement, les filés sont constitués d’un assemblage hybride de filaments de matériaux textiles tels qu’un polyamide nylon, un polyester (PET), une rayonne, une aramide, et encore plus préférentiellement, les filés sont constitués d’un assemblage homogène de filaments en aramide.Preferably, the yarns consist of a hybrid assembly of filaments of textile materials such as a nylon polyamide, a polyester (PET), a rayon, an aramid, and even more preferably, the yarns consist of a homogeneous assembly of aramid filaments.

Les propriétés mécaniques des filés en aramide, et en particulier, sa tenue à la traction le prédispose pour un usage de renforts dans les couches de sommet d’un pneumatique.The mechanical properties of aramid yarns, and in particular their tensile strength, predispose them to use as reinforcements in the crown layers of a tire.

Avantageusement, le titre des câbles en aramide composant les couches d’une bande complexe est supérieur ou égal à 55 tex, préférentiellement supérieur ou égal à 167 tex, et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 330 tex, le titre étant la masse linéique du câble, c’est-à-dire la masse exprimée en gramme pour mille mètres de câble.Advantageously, the density of the aramid cables making up the layers of a complex strip is greater than or equal to 55 tex, preferably greater than or equal to 167 tex, and even more preferably greater than or equal to 330 tex, the density being the linear mass of the cable, that is to say the mass expressed in grams per thousand meters of cable.

Avantageusement, le module sécant du mélange élastomérique d’enrobage des renforts d’une couche d’une bande complexe, mesuré à 10% de déformation est compris dans l’intervalle [3 MPa ; 18MPa]. Selon les inventeurs, en choisissant un mélange élastomérique d’enrobage des renforts avec un tel module sécant (MA10), le couplage mécanique dans chaque couche est facilité. En cumulant, les épaisseurs des couches de mélange d’enrobage avec le diamètre des renforts, on en déduit que l’épaisseur radiale d’une bande complexe est comprise dans l’intervalle [0.5 mm ; 2 mm], et préférentiellement dans l’intervalle [0.5 mm ; 1.5 mm], et de façon corrélée l’épaisseur radiale d’une couche de la bande complexe est égale à la moitié de l’épaisseur d’une bande complexe.Advantageously, the secant modulus of the elastomeric mixture for coating the reinforcements of a layer of a complex strip, measured at 10% deformation, is included in the interval [3 MPa; 18MPa]. According to the inventors, by choosing an elastomeric mixture for coating the reinforcements with such a secant modulus (MA10), the mechanical coupling in each layer is facilitated. By combining the thicknesses of the coating mixture layers with the diameter of the reinforcements, we deduce that the radial thickness of a complex strip is included in the interval [0.5 mm; 2 mm], and preferably in the interval [0.5 mm; 1.5 mm], and in a correlated manner the radial thickness of a layer of the complex strip is equal to half the thickness of a complex strip.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le pas de pose d’un enroulement circonférentiel en spirale étant la distance axiale parcourue en un tour complet autour de l’armature de carcasse, au moins un enroulement circonférentiel en spirale se fait selon un pas de pose égal à la largeur de la bande complexe.According to one embodiment of the invention, the pitch of laying a circumferential spiral winding being the axial distance traveled in one complete turn around the carcass reinforcement, at least one circumferential spiral winding is done according to a pitch installation equal to the width of the complex strip.

Dans ce mode de réalisation, les bandes complexes sont juxtaposées sur toute la largeur axiale de l’armature de carcasse, et l’armature de travail est équivalente mécaniquement à celle d’un pneumatique où les couches de travail sont posées de façon usuelle. C’est le mode de réalisation de l’invention le plus simple et le moins couteux. Selon un autre mode de réalisation, l’enroulement circonférentiel en spirale se fait selon un pas de pose égal à la moitié de la largeur de la bande complexe, ce qui conduit à des chevauchements de la bande complexe en créant des surépaisseurs quand il y a superposition des bandes complexes dans la direction radiale. L’avantage de ce mode de réalisation est d’assurer un frettage plus important autour de l’armature de carcasse pour améliorer l’endurance du pneumatique, sa solidité pour porter davantage de charges, et sa capacité à créer davantage de rigidité de dérive. Dans cette optique, l’armature de travail peut comprendre, alternativement au choix précédent, un deuxième enroulement circonférentiel en spirale autour du premier enroulement autour de l’armature de carcasse.In this embodiment, the complex strips are juxtaposed over the entire axial width of the carcass reinforcement, and the working reinforcement is mechanically equivalent to that of a tire where the working layers are laid in the usual way. This is the simplest and least expensive embodiment of the invention. According to another embodiment, the circumferential spiral winding is done according to a laying pitch equal to half the width of the complex strip, which leads to overlapping of the complex strip by creating extra thicknesses when there is superposition of complex bands in the radial direction. The advantage of this embodiment is to ensure greater shrinkage around the carcass reinforcement to improve the endurance of the tire, its strength to carry more loads, and its capacity to create more drift rigidity. With this in mind, the working frame can comprise, alternatively to the previous choice, a second circumferential winding in a spiral around the first winding around the carcass frame.

Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, au moins une portion de l’armature de travail comprenant deux bandes complexes superposées radialement, la distance radiale entre les centres de deux renforts d’une couche d’une première bande complexe et d’une deuxième couche d’une deuxième bande complexe en contact l’une de l’autre est inférieure à une fois et demi le diamètre d’un renfort desdites couches.According to another preferred embodiment of the invention, at least one portion of the working reinforcement comprising two complex strips superimposed radially, the radial distance between the centers of two reinforcements of a layer of a first complex strip and 'a second layer of a second complex strip in contact with one another is less than one and a half times the diameter of a reinforcement of said layers.

Dans cet autre mode de réalisation, on recherche un deuxième couplage mécanique entre les bandes complexes superposées radialement, de manière à utiliser tout le potentiel de rigidité de l’armature de travail. Au couplage à l’intérieur d’une bande complexe vient s’ajouter un deuxième couplage radial entre bandes complexes.In this other embodiment, we seek a second mechanical coupling between the complex strips superimposed radially, so as to use the full potential of rigidity of the working reinforcement. To the coupling inside a complex band is added a second radial coupling between complex bands.

D’autres modes de réalisation de l’invention sont accessibles grâce à la technologie de réalisation de la bande complexe qui peut présenter des dissymétries matérielles ou géométriques. On peut avoir un mode de réalisation où l’épaisseur radiale du mélange d’enrobage des renforts d’une couche radialement la plus extérieure d’une bande complexe, est différente de celle de la couche radialement la plus intérieure, ou encore un mode de réalisation tel que le mélange d’enrobage des renforts d’une couche, radialement la plus extérieure, d’une bande complexe comprend une composition à base d’une matrice de polyisoprène de caoutchouc naturel ou de synthèse, d’un système de réticulation, et d’une charge renforçante à un taux global au plus égal à 50 pce, et comprenant majoritairement du noir de carbone à un taux au moins égal à 20 pce, et au plus égal à 50 pce. Dans ce dernier cas, le compromis de performance recherché peut conduire à un mélange d’enrobage principalement chargé en noir de carbone pour par exemple garantir une faible résistivité électrique. Un autre mode de réalisation peut être motivé par la recherche d’une faible hystérèse et conduire à un mélange d’enrobage des renforts d’une couche, radialement la plus extérieure, d’une bande complexe comprend une composition à base d’une matrice de polyisoprène de caoutchouc naturel, ou de synthèse, d’un système de réticulation, et d’une charge renforçante à un taux global au plus égal à 50 pce, et comprenant majoritairement de la silice à un taux au moins égal à 30 pce, et au plus égal à 50 pce.Other embodiments of the invention are accessible thanks to the technology of producing the complex strip which can present material or geometric asymmetries. We can have an embodiment where the radial thickness of the coating mixture of the reinforcements of a radially outermost layer of a complex strip is different from that of the radially innermost layer, or else a mode of embodiment such that the mixture for coating the reinforcements of a layer, radially the outermost, of a complex strip comprises a composition based on a natural or synthetic rubber polyisoprene matrix, a crosslinking system, and a reinforcing filler at an overall rate at most equal to 50 phr, and comprising mainly carbon black at a rate at least equal to 20 phr, and at most equal to 50 phr. In the latter case, the desired performance compromise can lead to a coating mixture mainly loaded with carbon black to, for example, guarantee low electrical resistivity. Another embodiment can be motivated by the search for low hysteresis and lead to a mixture of coating the reinforcements of a layer, radially the outermost, of a complex strip comprising a composition based on a matrix of natural or synthetic rubber polyisoprene, a crosslinking system, and a reinforcing filler at an overall rate of at most equal to 50 phr, and mainly comprising silica at a rate at least equal to 30 phr, and at most equal to 50 pce.

Le module de rigidité élastique de cisaillement des mélanges d’enrobage des renforts est aussi un autre levier pour décaler le compromis de performances recherché. Les modes de réalisation suivants peuvent être pertinents quand le contexte s’y prête, où les mélanges d’enrobage des renforts des couches d’une bande complexe ont un module élastique de cisaillement supérieur ou égal à 5MPa, préférentiellement supérieur ou égal à 7 Mpa, et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 12 MPa.The elastic shear rigidity modulus of the reinforcement coating mixtures is also another lever for shifting the desired performance compromise. The following embodiments may be relevant when the context lends itself to it, where the coating mixtures for the reinforcements of the layers of a complex strip have an elastic shear modulus greater than or equal to 5 MPa, preferably greater than or equal to 7 MPa , and even more preferably greater than or equal to 12 MPa.

D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci-après de la description des exemples de réalisation de l’invention en référence aux figures qui représentent des vues méridiennes de schémas d’un pneumatique selon des modes de réalisation de l’invention. Les figures ne sont pas représentées à l’échelle pour en simplifier la compréhension.Other advantageous details and characteristics of the invention will emerge below from the description of the exemplary embodiments of the invention with reference to the figures which represent meridian views of diagrams of a tire according to embodiments of the invention . The figures are not represented to scale to simplify understanding.

La comprend une vue 1-A qui montre une section d’un pneumatique de l’invention dans un plan méridien, et une vue 1-B qui représente un pneumatique de conception usuelle.There comprises a view 1-A which shows a section of a tire of the invention in a meridian plane, and a view 1-B which represents a tire of usual design.

Les figures 2-A, 2-B montrent des armatures de travail d’un pneumatique de l’invention. La -A est un cliché pris sur pneumatique réellement fabriqué, et la -B, en est un schéma simplifié.Figures 2-A, 2-B show working frames of a tire of the invention. There -A is a photo taken on a tire actually manufactured, and the -B, is a simplified diagram.

Les figures 3-A, et 3-B illustrent le principe d’obtention des bandes complexes à partir d’un tube hélicoïdal comprimé.Figures 3-A and 3-B illustrate the principle of obtaining complex bands from a compressed helical tube.

La -A est une vue détaillée de la bande complexe, la -B illustre le surtordage de deux filés en aramide pour former deux brins en illustrant les deux directions possibles « S » ou « Z » de surtordage.There -A is a detailed view of the complex band, the -B illustrates the overtwisting of two aramid yarns to form two strands by illustrating the two possible directions “S” or “Z” of overtwisting.

La -C montre le retordage des deux brins précédents pour former un câble, utilisé dans les couches d’une bande complexe.There -C shows the twisting of the two previous strands to form a cable, used in the layers of a complex strip.

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

L’invention a été mise en œuvre sur un pneumatique tourisme de dimension 235/55R19, selon la norme de spécifications de l’ETRTO (Organisation Technique Européenne des jantes et Pneumatiques). Un tel pneumatique avec une indice de charge de 101, peut porter une charge de 825 kilos, gonflé à une pression de 250 kPa. La jante de montage de mesure a une largeur de 7.5 pouces. La largeur boudin du pneumatique, c’est-à-dire la distance axiale entre les deux points du profil extérieur symétriques par rapport à l’axe (OZ), et axialement les plus extérieurs est de 245 mm.The invention was implemented on a passenger tire of size 235/55R19, according to the ETRTO (European Technical Organization for Rims and Tires) specification standard. Such a tire with a load index of 101 can carry a load of 825 kilos, inflated to a pressure of 250 kPa. The measuring mounting rim is 7.5 inches wide. The section width of the tire, that is to say the axial distance between the two points of the outer profile symmetrical with respect to the axis (OZ), and axially the outermost, is 245 mm.

Sur la -A, le pneumatique de référence générale 1 comprend une armature de carcasse 40 constituée d’une couche de carcasse 41 qui comporte une partie principale 52, reliant deux bourrelets 50 entre eux et s’enroulant, dans chaque bourrelet 50 autour d’une structure annulaire de renforcement. La structure annulaire de renforcement est une tringle 51 qui comprend un élément rigide circonférentiel le plus souvent métallique entouré d’au moins un matériau, de manière non exhaustive, élastomérique ou textile. L’enroulement de la couche de carcasse 41 autour de la tringle 51 va de l’intérieur vers l’extérieur du pneumatique 1 pour former un retournement 53, comprenant une extrémité radialement extérieure. Le retournement 53, dans chaque bourrelet 50, permet l’ancrage de la couche de carcasse 41 à la tringle 51 du bourrelet 50.On the -A, the general reference tire 1 comprises a carcass reinforcement 40 consisting of a carcass layer 41 which comprises a main part 52, connecting two beads 50 together and winding, in each bead 50 around a structure annular reinforcement. The annular reinforcing structure is a rod 51 which comprises a rigid circumferential element, most often metallic, surrounded by at least one material, in a non-exhaustive manner, elastomeric or textile. The winding of the carcass layer 41 around the bead 51 goes from the inside to the outside of the tire 1 to form an inversion 53, comprising a radially outer end. The reversal 53, in each bead 50, allows the anchoring of the carcass layer 41 to the rod 51 of the bead 50.

Les éléments de renforcement de la couche de carcasse 41 sont sensiblement parallèles entre eux et font, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 85° et 95°.The reinforcing elements of the carcass layer 41 are substantially parallel to each other and form, with the circumferential direction, an angle of between 85° and 95°.

Chaque bourrelet 50 comprend une couche de bourrage 55 prolongeant radialement vers l’extérieur la tringle 51. La couche de bourrage 55 est constituée d’au moins un mélange élastomérique de bourrage. La couche de bourrage sépare axialement la partie principale 52 et le retournement 53 de l’armature de carcasse 41.Each bead 50 comprises a filler layer 55 extending radially outwards from the rod 51. The filler layer 55 is made up of at least one elastomeric filler mixture. The padding layer axially separates the main part 52 and the turnaround 53 from the carcass reinforcement 41.

Chaque bourrelet 50 comprend également une couche de protection 54 prolongeant radialement vers l’intérieur le flanc 30 et axialement extérieur au retournement 53. La couche de protection 54 est également au moins en partie en contact par sa face axialement extérieure avec un crochet d’une jante 100. La couche de protection 54 est constituée d’au moins un mélange élastomérique de protection.Each bead 50 also comprises a protective layer 54 extending radially inwards the sidewall 30 and axially exterior to the turnaround 53. The protective layer 54 is also at least partly in contact via its axially exterior face with a hook of a rim 100. The protective layer 54 consists of at least one protective elastomeric mixture.

Le pneumatique 1 comporte en outre une armature de sommet 20 comprenant une armature de travail 22, formée par l’enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe 21, d’une largeur axiale de 34 mm, autour de l’armature de carcasse 40. Ladite bande complexe 21 comprend deux couches constituées chacune, de câbles en textile aramide, enrobés dans un mélange élastomérique. Chaque câble en aramide est obtenu par le retordage de deux brins sous une torsion de 315 tours/mètre, chacun desdits deux brins étant issus d’un surtordage d’un filé composé d’un ensemble homogène de filaments d’aramide. La torsion de surtordage est également de 315 tours par mètre. Le câble résultant a un diamètre de 0.64 mm, et l’épaisseur radiale de la couche de mélange d’enrobage autour des câbles, mesurée dans un plan méridien, est de 0.4 mm. Le pas des câbles qui représente la distance axiale entre les centres de deux câbles successifs d’une couche est de 1 mm. L’angle moyen des câbles au centre de la bande complexe avec la direction circonférentielle est de 20° dans une première couche, et de -20° dans une deuxième couche. L’enroulement circonférentiel en spirale autour de l’armature de carcasse 40 commence à partir d’un premier point P1, et se poursuit dans la direction axiale jusqu’à un deuxième point P2, de manière à ce que la distance axiale (P1, P2) soit comprise entre 75% et 90% de la largeur boudin du pneumatique 1. Comme il a été dit précédemment, la largeur boudin du pneumatique étudié est de 245 mm.The tire 1 further comprises a crown reinforcement 20 comprising a working reinforcement 22, formed by the circumferential spiral winding of a complex strip 21, with an axial width of 34 mm, around the carcass reinforcement 40 Said complex strip 21 comprises two layers each made up of aramid textile cables, coated in an elastomeric mixture. Each aramid cable is obtained by twisting two strands under a twist of 315 revolutions/meter, each of said two strands coming from over-twisting a yarn composed of a homogeneous set of aramid filaments. The overtwist is also 315 turns per meter. The resulting cable has a diameter of 0.64 mm, and the radial thickness of the coating mix layer around the cables, measured in a meridian plane, is 0.4 mm. The pitch of the cables which represents the axial distance between the centers of two successive cables of a layer is 1 mm. The average angle of the cables at the center of the complex strip with the circumferential direction is 20° in a first layer, and -20° in a second layer. The circumferential spiral winding around the carcass reinforcement 40 starts from a first point P1, and continues in the axial direction to a second point P2, so that the axial distance (P1, P2) is between 75% and 90% of the flange width of tire 1. As said previously, the flange width of the tire studied is 245 mm.

On appelle, pas de pose de la bande complexe, la distance axiale parcourue par un point de la bande complexe 21 après un tour complet autour de l’armature de carcasse 40. Sur la -A, le pas de pose est égal à la largeur de la bande complexe de manière à obtenir un enroulement circonférentiel en spirale jointif.No installation of the complex strip is called the axial distance traveled by a point of the complex strip 21 after a complete revolution around the carcass reinforcement 40. On the -A, the laying pitch is equal to the width of the complex strip so as to obtain a contiguous circumferential spiral winding.

Une sous couche 23 constitué d’un mélange élastomérique est disposée radialement à l’extérieur de l’armature de sommet 20. Une bande de roulement 10 est posée radialement sur la sous couche 23 ; c’est cette bande de roulement 10 qui assure le contact du pneumatique 1 avec un sol. Le pneumatique 1 représenté est un pneu « tubeless » : il comprend une « gomme intérieure » 80 en composition caoutchouteuse imperméable au gaz de gonflage, recouvrant la surface intérieure du pneumatique.An underlayer 23 consisting of an elastomeric mixture is placed radially outside the crown reinforcement 20. A tread 10 is placed radially on the underlayer 23; it is this tread 10 which ensures contact of the tire 1 with a ground. The tire 1 shown is a “tubeless” tire: it comprises an “inner rubber” 80 of rubber composition impermeable to inflation gas, covering the interior surface of the tire.

La -B est un pneumatique de conception usuelle. Il diffère du pneumatique de l’invention par son armature de travail qui est composée de deux couches en forme de nappes (24,25), chacune composée de renforts métalliques enrobés dans un mélange élastomérique, et croisés d’une couche à l’autre. Les deux nappes (24, 25) sont posées radialement extérieurement à l’armature de carcasse 40 entre les points P1 et P2. Radialement extérieurement à l’armature de travail est posée la sous couche 23.There -B is a tire of usual design. It differs from the tire of the invention by its working reinforcement which is composed of two layers in the form of plies (24,25), each composed of metallic reinforcements coated in an elastomeric mixture, and crossed from one layer to the other . The two layers (24, 25) are placed radially externally to the carcass reinforcement 40 between points P1 and P2. Radially external to the working reinforcement, the underlayer 23 is placed.

La -A est un cliché d’une vue partielle grossie de l’armature de travail. La bande complexe 21 comprend deux couches (211, 212) formés de câbles en aramide enrobés d’un mélange élastomérique. L’armature de travail est obtenue après deux d’enroulements circonférentiel en spirale de la bande complexe 21 autour de l’armature de carcasse 40. Le deuxième enroulement radialement extérieurement est posé en décalé par rapport au premier enroulement, de manière à créer localement des superpositions radiales de bandes complexes. Le décalage est obtenu en démarrant le deuxième enroulement en un point diamétralement opposé à P1.There -A is a photo of a partial magnified view of the working frame. The complex strip 21 comprises two layers (211, 212) formed of aramid cables coated with an elastomeric mixture. The working reinforcement is obtained after two circumferential spiral windings of the complex strip 21 around the carcass reinforcement 40. The second winding radially externally is placed offset from the first winding, so as to locally create radial superpositions of complex bands. The offset is obtained by starting the second winding at a point diametrically opposite to P1.

La -B est une représentation schématique de la -A, où la largeur Lband de la bande complexe est représentée.There -B is a schematic representation of the -A, where the Lband width of the complex band is represented.

Les figures 3-A, 3-B illustrent le principe de réalisation des bandes complexes 21. La bande complexe 21 est obtenue selon un procédé qui consiste à écraser un tube formé par l’enroulement en spires jointives selon un angle donné par rapport à la direction longitudinale du tube, d’une bandelette dans laquelle des éléments de renforcements sont parallèles entre eux et à la direction longitudinale de ladite bandelette et enrobés dans un mélange polymérique. Lors de l’écrasement du tube, les spires étant parfaitement jointives, la bande complexe 21 obtenue est constituée de deux couches d’éléments de renforcement (211, 212) continus passant d’une couche à l’autre.Figures 3-A, 3-B illustrate the principle of producing complex strips 21. The complex strip 21 is obtained according to a process which consists of crushing a tube formed by winding into contiguous turns at a given angle relative to the longitudinal direction of the tube, of a strip in which reinforcing elements are parallel to each other and to the longitudinal direction of said strip and coated in a polymer mixture. When the tube is crushed, the turns being perfectly joined, the complex strip 21 obtained is made up of two layers of continuous reinforcing elements (211, 212) passing from one layer to the other.

La réalisation d’un tube avec des spires jointives permet d’obtenir des éléments de renforcement linéaires dans chacune des couches, exception faite des extrémités axiales de chacune des couches, au niveau desquelles les éléments de renforcement forment des boucles pour assurer la continuité d’une couche à l’autre.The production of a tube with contiguous turns makes it possible to obtain linear reinforcing elements in each of the layers, with the exception of the axial ends of each of the layers, at the level of which the reinforcing elements form loops to ensure the continuity of one layer to another.

L’angle alpha entre les spires et la direction circonférentielle est comprise entre 10° et 45°. Dans la bande complexe, les deux couches la constituant sont croisées : les angles des renforts avec la direction circonférentielle sont opposés d’une couche à l’autre, et identiques en valeur absolue. Leur valeur moyenne mesurée au centre de la bande complexe varie entre 10° et 45°.The alpha angle between the turns and the circumferential direction is between 10° and 45°. In the complex strip, the two layers constituting it are crossed: the angles of the reinforcements with the circumferential direction are opposite from one layer to the other, and identical in absolute value. Their average value measured at the center of the complex band varies between 10° and 45°.

La -A est une représentation détaillée d’une bande complexe de référence générale 21 comprenant une première et une deuxième couches (211, 212). Chaque couche (211, 212) comprend des renforts 220 enrobés dans un mélange élastomérique. Les renforts sont des câbles résultant de l’assemblage des fils unitaires 221.There -A is a detailed representation of a complex general reference strip 21 comprising a first and a second layer (211, 212). Each layer (211, 212) comprises reinforcements 220 coated in an elastomeric mixture. The reinforcements are cables resulting from the assembly of unit wires 221.

la -B montre deux brins 221 obtenus l’un par un surtordage en S, et l’autre par un surtordage en Z de filés composés de faisceaux de filaments d’aramide.there -B shows two strands 221 obtained, one by over-twisting in S, and the other by over-twisting in Z of yarns composed of bundles of aramid filaments.

La -C illustre le principe de fabrication du câble textile, avec par exemple, le surtordage de deux filés en Z, qui sont ensuite retordus dans le sens contraire en S pour obtenir un câble.There -C illustrates the principle of manufacturing the textile cable, with for example, the overtwisting of two yarns in Z, which are then twisted in the opposite direction in S to obtain a cable.

Pour la dimension du pneumatique étudiée, la force de rupture du câble 220 en aramide d’assemblage A-167/2 315/315 est 480 N, et le pas entre deux renforts successifs est de 1 mm. La distance entre les centres des câbles d’un première couche 211 et d’une deuxième couche 212 est inférieure ou égale à 3 fois le rayon d’un câble d’une des couches de la bande complexe 21 (le schéma n’est pas à l’échelle).For the size of the tire studied, the breaking force of the 220 aramid cable of assembly A-167/2 315/315 is 480 N, and the pitch between two successive reinforcements is 1 mm. The distance between the centers of the cables of a first layer 211 and a second layer 212 is less than or equal to 3 times the radius of a cable of one of the layers of the complex strip 21 (the diagram is not At scale).

Des configurations de pneumatiques de l’invention ont été testées pour bien mettre en exergue les performances apportées par l’invention. Les résultats de ces tests sont comparés à ceux obtenus pour un pneumatique témoin. La dimension retenue est la même à savoir la 235/55R19 pour le témoin et les pneus de l’invention fabriqués.Tire configurations of the invention were tested to clearly highlight the performances provided by the invention. The results of these tests are compared to those obtained for a control tire. The dimension retained is the same, namely 235/55R19 for the witness and the tires of the invention manufactured.

Le témoin T1 est conforme au schéma de la -B, correspond à un pneumatique de conception usuelle qui comprend une première et une deuxième nappes de sommet croisées avec un angle des câbles avec la direction circonférentielle de 27°. Le câble est obtenu par assemblage de 3 fils unitaires en acier de 18/100 de millimètre. La couche de mélange élastomérique d’enrobage est dotée d’une épaisseur de 0.18 mm, et a un module élastique de cisaillement de 7.6 MPa. Classiquement, les deux nappes sont posées successivement autour de l’armature de carcasse sur toute la largeur du sommet.The T1 witness conforms to the diagram of the -B, corresponds to a tire of usual design which comprises a first and a second crown ply crossed with an angle of the cables with the circumferential direction of 27°. The cable is obtained by assembling 3 unitary 18/100 mm steel wires. The elastomeric coating mixture layer has a thickness of 0.18 mm, and has an elastic shear modulus of 7.6 MPa. Conventionally, the two layers are placed successively around the carcass reinforcement over the entire width of the top.

Le premier pneumatique P1, conforme à l’invention ( -B) comprend une armature de sommet qui est constituée de deux enroulements circonférentiels en spirale d’une bande complexe 21 autour de l’armature de carcasse. Le premier enroulement commence à partir d’un premier point P1, et se poursuit dans la direction axiale jusqu’à un deuxième point P2, de manière à ce que la distance axiale (P1, P2) soit comprise entre 75% et 90% de la largeur boudin du pneumatique.The first tire P1, in accordance with the invention ( -B) comprises a top reinforcement which is made up of two circumferential spiral windings of a complex strip 21 around the carcass reinforcement. The first winding starts from a first point P1, and continues in the axial direction to a second point P2, so that the axial distance (P1, P2) is between 75% and 90% of the section width of the tire.

Le point de départ du deuxième enroulement circonférentiel en spirale est diamétralement opposé au point de départ du premier enroulement. Le pas de pose de chaque enroulement circonférentiel en spirale est égal à la largeur axiale de la bande complexe. La largeur de la bande complexe est de 34 mm, les angles des renforts des couches avec la direction circonférentielle est 20° en valeur absolue en moyenne, mesurés au centre de la bande complexe. Le pas entre deux câbles consécutifs d’une couche de la bande complexe est de 1 mm.The starting point of the second circumferential spiral winding is diametrically opposite the starting point of the first winding. The laying pitch of each circumferential spiral winding is equal to the axial width of the complex strip. The width of the complex strip is 34 mm, the angles of the layer reinforcements with the circumferential direction are 20° in absolute value on average, measured at the center of the complex strip. The pitch between two consecutive cables of a layer of the complex strip is 1 mm.

Enfin le deuxième pneumatique P2 conforme à l’invention (non représenté) comprend une armature de sommet qui est constituée d’un seul enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe 21. Le pas de pose de la bande complexe est égal à la moitié de sa largeur axiale, si bien que les bandes complexes se chevauchent radialement le long du sommet dans la direction axiale, créant local des surépaisseurs de deux bandes complexes radialement superposées. Le pas de pose est donc égal à 17 mm.Finally, the second tire P2 in accordance with the invention (not shown) comprises a crown reinforcement which consists of a single circumferential spiral winding of a complex strip 21. The installation pitch of the complex strip is equal to half of its axial width, so that the complex bands overlap radially along the vertex in the axial direction, locally creating extra thicknesses of two radially superimposed complex bands. The installation pitch is therefore equal to 17 mm.

D’abord un test d’endurance a été effectué sur chacun des pneumatiques. Ce test consiste à mesurer la résistance à la déchéance d’un pneumatique en contact avec un volant en rotation et soumis à des cycles de sollicitations en charges, pression et vitesse.First, an endurance test was carried out on each of the tires. This test consists of measuring the resistance to failure of a tire in contact with a rotating steering wheel and subjected to load, pressure and speed stress cycles.

Des tests de résistance au roulement ont été opérés selon la norme ISO 28580. Pour un pneumatique testé, le résultat est le coefficient de résistance au roulement qui représente le rapport de la force de résistance à l’avancée du véhicule par hystérèse des pneumatiques divisé par la charge portée.Rolling resistance tests were carried out according to the ISO 28580 standard. For a tire tested, the result is the rolling resistance coefficient which represents the ratio of the force of resistance to the forward motion of the vehicle by hysteresis of the tires divided by the load carried.

Les mesures de rigidités de dérive transversale ont été mesurées sur des machines de mesures dédiées comme par exemple celles commercialisées par la société MTS.The transverse drift stiffness measurements were measured on dedicated measuring machines such as those marketed by the company MTS.

Le bruit de roulement a été mesuré conformément au règlement UNECE/R117, du conseil économique de l’Organisation des Nations unies pour l’Europe.Rolling noise was measured in accordance with regulation UNECE/R117 of the Economic Council of the United Nations for Europe.

Un résultat supérieur (respectivement inférieur) à 100% signifie une amélioration (respectivement une dégradation) de la performance considérée.A result greater than (respectively less than) 100% means an improvement (respectively a deterioration) of the performance considered.

Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau qui suit :The results obtained are summarized in the following table:

EnduranceEndurance Rigidité de dériveDrift stiffness Résistance au roulementRolling resistance Bruit de roulementRolling noise T1T1 100100 100100 100100 100100 P1P1 105105 6060 102102 110110 P2P2 105105 6565 104104 110110

Les pneumatiques de l’invention sont à un niveau de performances supérieur à celui des témoins en endurance. Selon les inventeurs, le frettage de l’armature de carcasse pour un enroulement d’une bande complexe permet de mieux résister aux efforts de centrifugation lors du roulage des pneumatiques de l’invention.The tires of the invention have a higher level of performance than the endurance controls. According to the inventors, the hooping of the carcass reinforcement for winding a complex strip makes it possible to better resist centrifugal forces when rolling the tires of the invention.

Le bruit de roulement est nettement amélioré par rapport au témoin bien que le sommet des pneumatiques de l’invention ait été significativement modifié.The rolling noise is significantly improved compared to the control although the top of the tires of the invention has been significantly modified.

La rigidité de dérive des pneumatiques de l’invention est à la baisse en comparaison du témoin.The drift rigidity of the tires of the invention is lower compared to the control.

On observe un gain sur les masses des pneumatiques de l’invention concomitant de la simplification de la fabrication de l’armature de sommet.
We observe a gain in the masses of the tires of the invention concomitant with the simplification of the manufacture of the crown reinforcement.

Claims

Pneumatique (1) pour véhicule automobile comprenant :
deux bourrelets (50) destinés à être montés sur une jante (100), deux couches de flancs (30) reliés aux bourrelets (50), un sommet (20) comportant une bande de roulement (10) destinée à entrer en contact avec un sol, le sommet (20) ayant un premier côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’une des deux couches de flancs (30) et ayant un deuxième côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’autre des deux couches de flancs (30) ;
une armature de carcasse (40) comprenant au moins une couche de carcasse (41) s'étendant depuis les deux bourrelets (50) à travers les couches de flancs (30) jusqu'au sommet (20) ;
ladite couche de carcasse (41) comportant une pluralité d'éléments de renforcement de carcasse et étant ancrée dans les deux bourrelets (50) par un retournement (53) autour d’une tringle de renforcement (51), de manière à former dans chaque bourrelet une partie principale et un retournement (53);
le sommet (20) comprenant une armature de travail constituée par au moins un enroulement circonférentiel en spirale d’une bande complexe (21) radialement extérieurement autour de l’armature de carcasse (40) ;
ladite bande complexe (21) étant composée de deux couches (211, 212) constituées de renforts (220) en textile continus passant d’une couche à l’autre, lesdits renforts (220) étant parallèles dans une couche, et croisés d’une couche à l’autre, avec des angles par rapport à la direction circonférentielle identiques en valeur absolue, lesdits renforts (220) étant enrobés dans un mélange élastomérique ;
ladite bande complexe (21) ayant une largeur axiale Lband comprise entre [25 mm ; 40mm], et la distance radiale entre les centres de deux renforts adjacents d’une première couche radialement intérieure et d’une deuxième couche radialement extérieure (211) de la bande complexe (21) étant inférieure à une fois et demi le diamètre d’un renfort desdites couches,
ledit pneumatique (1) étantcaractérisé en ce queles renforts en textile des couches (211, 212) de la bande complexe(21) ont un module d’extension mesuré à 2% de déformation, compris entre [10 GPa ; 100 Gpa],et en ce quela rigidité axiale Ra de chaque couche (211, 212) de ladite bande complexe (21) est comprise dans l’intervalle [3500 N/mm ; 16500 N/mm], la rigidité axiale Ra étant calculée à partir de la section S d’un renfort en mm², de son module d’extension E2, à 2% de déformation en MPa, et de la densité de renforts, De, dans la couche selon la formule Ra = E2 x S x De.Tire (1) for motor vehicle comprising:
two beads (50) intended to be mounted on a rim (100), two layers of sidewalls (30) connected to the beads (50), a top (20) comprising a tread (10) intended to come into contact with a ground, the top (20) having a first side connected to the radially outer end of one of the two sidewall layers (30) and having a second side connected to the radially outer end of the other of the two layers of sides (30);
a carcass reinforcement (40) comprising at least one carcass layer (41) extending from the two beads (50) through the sidewall layers (30) to the top (20);
said carcass layer (41) comprising a plurality of carcass reinforcement elements and being anchored in the two beads (50) by an inversion (53) around a reinforcing rod (51), so as to form in each bead a main part and a turnaround (53);
the top (20) comprising a working reinforcement constituted by at least one circumferential spiral winding of a complex strip (21) radially externally around the carcass reinforcement (40);
said complex strip (21) being composed of two layers (211, 212) made up of continuous textile reinforcements (220) passing from one layer to another, said reinforcements (220) being parallel in one layer, and crossed one layer to the other, with angles relative to the circumferential direction identical in absolute value, said reinforcements (220) being coated in an elastomeric mixture;
said complex strip (21) having an axial width Lband of between [25 mm; 40mm], and the radial distance between the centers of two adjacent reinforcements of a first radially inner layer and a second radially outer layer (211) of the complex strip (21) being less than one and a half times the diameter of reinforcement of said layers,
said tire (1) being characterized in that the textile reinforcements of the layers (211, 212) of the complex strip (21) have an extension modulus measured at 2% deformation, between [10 GPa; 100 Gpa], and in that the axial rigidity Ra of each layer (211, 212) of said complex strip (21) is included in the interval [3500 N/mm; 16500 N/mm], the axial rigidity Ra being calculated from the section S of a reinforcement in mm ² , its extension modulus E2, at 2% deformation in MPa, and the density of reinforcements, De , in the layer according to the formula Ra = E2 x S x De.

Pneumatique (1) selon la revendication 1,dans lequelles renforts des couches (211, 212) d’une bande complexe (21) sont des câbles textiles, chaque câble étant obtenu par un retordage d’une torsion T2 de N brins d’un matériau textile dans une direction donnée D1 (respectivement sens S ou Z), avec N≥1, chaque brin résultant d’un surtordage d’une torsion T1 d’un filé dudit matériau textile, dans une direction opposée D2 (respectivement Z ou S).Tire (1) according to claim 1, in which the reinforcements of the layers (211, 212) of a complex strip (21) are textile cables, each cable being obtained by twisting a twist T2 of N strands of a textile material in a given direction D1 (respectively direction S or Z), with N≥1, each strand resulting from an overtwisting of a twist T1 of a yarn of said textile material, in an opposite direction D2 (respectively Z or S).

Pneumatique (1) selon la revendication 2,dans lequelle nombre N de brins d’un câble textile est compris entre 2 et 6.Tire (1) according to claim 2, in which the number N of strands of a textile cable is between 2 and 6.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la torsion de surtordage T1, et la torsion de retordage T2 sont identiques, et inférieures ou égales à 500 tours par mètre, préférentiellement inférieures ou égales à 350 tours par mètre, et encore plus préférentiellement inférieures ou égales à 150 tours par mètre.Tire (1) according to one of claims 2 or 3, in which the overtwisting twist T1, and the twisting twist T2 are identical, and less than or equal to 500 revolutions per meter, preferably less than or equal to 350 revolutions per meter , and even more preferably less than or equal to 150 revolutions per meter.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 2 à 4,dans lequelles filés sont constitués d’un assemblage hybride de filaments de matériaux textiles tels qu’un polyamide nylon, un plolyester PET, une rayonne, une aramide.Tire (1) according to one of claims 2 to 4, in which the yarns consist of a hybrid assembly of filaments of textile materials such as a nylon polyamide, a PET polyester, a rayon, an aramid.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 2 à 5,dans lequelles filés sont constitués d’un assemblage homogène de filaments en aramide.Tire (1) according to one of claims 2 to 5, in which the yarns consist of a homogeneous assembly of aramid filaments.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 2 à 6,dans lequelle titre des câbles en aramide composant les couches (211, 212) d’une bande complexe (21) est supérieur ou égal à 55 tex, préférentiellement supérieur ou égal à 167 tex, et encore plus préférentiellement, supérieur ou égal à 330 tex, le titre étant la masse linéique du câble, c’est-à-dire la masse exprimée en gramme pour mille mètres de câble.Tire (1) according to one of claims 2 to 6, in which the density of the aramid cables composing the layers (211, 212) of a complex strip (21) is greater than or equal to 55 tex, preferably greater than or equal at 167 tex, and even more preferably, greater than or equal to 330 tex, the title being the linear mass of the cable, that is to say the mass expressed in grams per thousand meters of cable.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes,dans lequelle module sécant du mélange élastomérique d’enrobage des renforts d’une couche (211, 212) d’une bande complexe (21), mesuré à 10% de déformation est compris dans l’intervalle [3 MPa ; 18MPa].Tire (1) according to one of the preceding claims, in which the secant modulus of the elastomeric mixture for coating the reinforcements of a layer (211, 212) of a complex strip (21), measured at 10% deformation is included in the interval [3 MPa; 18MPa].

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 2 à 8,dans lequell’épaisseur radiale d’une bande complexe (21) est comprise dans l’intervalle [0.5 mm ; 2 mm], et préférentiellement dans l’intervalle [0.5 mm ; 1.5 mm].Tire (1) according to one of claims 2 to 8, in which the radial thickness of a complex strip (21) is included in the interval [0.5 mm; 2 mm], and preferably in the interval [0.5 mm; 1.5 mm].

Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, le pas de pose d’un enroulement circonférentiel en spirale étant la distance axiale parcourue en un tour complet autour de l’armature de carcasse (40),dans lequelau moins un enroulement circonférentiel en spirale se fait selon un pas de pose égal à la largeur de la bande complexe (21).Tire (1) according to one of the preceding claims, the installation pitch of a circumferential spiral winding being the axial distance traveled in one complete revolution around the carcass reinforcement (40), in which at least one circumferential winding spirally is done according to an installation pitch equal to the width of the complex strip (21).

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 à 9 le pas de pose de d’un enroulement circonférentiel en spirale étant la distance axiale parcourue en un tour complet autour de l’armature de carcasse (40),dans lequelau moins un enroulement circonférentiel en spirale se fait selon un pas de pose égal à la moitié de la largeur de la bande complexe (21).Tire (1) according to one of claims 1 to 9, the installation pitch of a circumferential spiral winding being the axial distance traveled in one complete revolution around the carcass reinforcement (40), in which at least one Circumferential spiral winding is done with a laying pitch equal to half the width of the complex strip (21).

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel l’armature de travail (20) comprend un deuxième enroulement circonférentiel en spirale autour d’un premier enroulement autour de l’armature de carcasse (40).Tire (1) according to one of claims 10 or 11, in which the working reinforcement (20) comprises a second circumferential winding in a spiral around a first winding around the carcass reinforcement (40).

Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 à 12, au moins une portion de l’armature de travail (20) comprenant deux bandes complexes (21) superposées radialement,dans lequella distance radiale entre les centres de deux renforts d’une couche d’une première bande complexe (21) et d’une deuxième couche d’une deuxième bande complexe (21) en contact l’une de l’autre, est inférieure à une fois et demi le diamètre d’un renfort desdites couches.Tire (1) according to one of claims 1 to 12, at least one portion of the working reinforcement (20) comprising two complex bands (21) superimposed radially, in which the radial distance between the centers of two reinforcements of a layer of a first complex strip (21) and a second layer of a second complex strip (21) in contact with each other, is less than one and a half times the diameter of a reinforcement of said layers.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes,dans lequell’épaisseur radiale du mélange d’enrobage des renforts (211) d’une couche radialement la plus extérieure d’une bande complexe (21), est différente de celle de la couche radialement la plus intérieure (212).Tire (1) according to one of the preceding claims, in which the radial thickness of the coating mixture of the reinforcements (211) of a radially outermost layer of a complex strip (21), is different from that of the radially innermost layer (212).

Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes,dans lequelle mélange d’enrobage des renforts d’une couche radialement la plus extérieure (211), d’une bande complexe (21) comprend une composition à base d’une matrice de polyisoprène de caoutchouc naturel ou de synthèse, d’un système de réticulation, et d’une charge renforçante à un taux global au plus égal à 50 pce, et comprenant majoritairement du noir de carbone à un taux au moins égal à 20 pce, et au plus égal à 50 pce.Tire (1) according to one of the preceding claims, in which the coating mixture of the reinforcements of a radially outermost layer (211), of a complex strip (21) comprises a composition based on a matrix of natural or synthetic rubber polyisoprene, a crosslinking system, and a reinforcing filler at an overall rate of at most equal to 50 phr, and mainly comprising carbon black at a rate of at least equal to 20 phr, and at most equal to 50 pce.

Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le mélange d’enrobage des renforts d’une couche (211), radialement la plus extérieure, d’une bande complexe (21) comprend une composition à base d’une matrice de polyisoprène de caoutchouc naturel, ou de synthèse d’un système de réticulation, et d’une charge renforçante à un taux global au plus égal à 50 pce, et comprenant majoritairement de la silice à un taux au moins égal à 30 pce, et au plus égal à 50 pceTire (1) according to one of the preceding claims, in which the coating mixture of the reinforcements of a layer (211), radially the outermost, of a complex strip (21) comprises a composition based on a natural rubber polyisoprene matrix, or synthesis of a crosslinking system, and a reinforcing filler at an overall rate at most equal to 50 phr, and mainly comprising silica at a rate at least equal to 30 phr, and at most equal to 50 pce