LU82073A1 - Pneumatique, notamment pour avions - Google Patents

Description

’t» L'invention est relative aux pneumatiques pour les véhicules destinés à rouler à des vitesses élevées et sous de fortes charges de sorte que, en fonctionnement, ces pneumatiques sont soumis de façon habituelle à un fléchissement important. Ces conditions sont rencontrées par exemple dans le cas des avions susceptibles de rouler au sol à des vitesses de 300 à LfOO km/h et dont les pneus sont soumis à des écrasements d‘environ 32 % de la hauteur de la section du pneu, en roulage sous charge normale.

Dans ces conditions sévères d'utilisation la chaleur interne engendrée par les flexions rapides porte les pneus à une température souvent excessive pour la résistance des élastomères et des tissus. Le constructeur est donc placé constamment devant le problème d'essayer de réduire 1'achauffement en service et, pour cela, d'utiliser les matériaux de renforcement les plus résistants afin da diminuer les épaisseurs et les masses de matière génératrices d'échauffement. Comme matériaux de renforceme: pour les pneus on dispose actuellement de câbles de diverses natures et résistances. On utilise plus généralement les câblés textiles constitués de filaments assemblés par torsioxi soit artificiels (rayonne) soit synthétique (polyamides, polyester) à cause de leur souplesse, de leur légèreté et d'une certaine '* élasticité leur permettant de se répartir les efforts. Mais l'obtention de la résistance nécessaire pour les pneus de fortes charges conduit à superposer de nombreuses épaisseurs de tissu . XI existe des câblés plus résistants, d'origine minérale, tels que les câblés en fibre de verre ou de carbone mais ils résistent mal à la fatigue, ou encore les câblés d'acier mais ces derniers manquent de souplesse pour se prêter aux fléchissements importants et ils présentent 1'inconvénient majeur d'être lourds pour Les pneus d'avion où les questions de poids et de masse dynamique sont évidemment importants. Enfin, on a bien entendu essayé dès leur apparition les câblés de polyamide aromatique ou aramide qui présentent l'avantage d'avoir, pour un faible poii spécifique, une résistance très supérieure à celle des câblés précités. Toutefois les résulfat s obtenus ne se sont pas révélés à La lia i t.eur de ce que L'on virait, pu en attendre. C’est ainsi que I or»que l'on utilise ces câblés de polyamide aromatique pour 2 * ».

la construction dos ceintures de sommet de pneus radiaux pour a-vion, en calculant de façon théoriquement suffisante la résistance des ceintures, on observe souvent des ruptures brutales de ces ceintures au cours des essais simulés d'utilisation lorsque sont appliquées des surcharges semblables à celles que l'on peut avoir en service réel (par exemple lors d'un atterrissage brutal) et ,qui soumettent le pneu à des fléchissements pouvant aller jusqu'à l'affaissement total.

L'invention a donc pour objectif de permettre la réalisation de pneus à performances améliorées, notamment pour utilisation à grande vitesse et/ou sous de fortes charges produisant des fléchissements importants. Elle a plus particulièrement pour > objectif de permettre l'utilisation dans ces pneus des câblés on polyamide aromatique dans des conditions telles que l'on puisse bénéficier pleinement de l'exceptionnelle résistance de ces câblés, notamment pour la constitution des ceintures de renforcement du sommet des pneus de type à carcasse radiale.

Selon l'invention un pneu pour les usages en question et notamment pour avions, comprend un corps renforcé par une carcasse de type radial accrochée de chaque côté sur les tringles des bourrelets et une ceinture de sommet placée entre la carcasse et la bande de roulement du pneu, cette ceinture comprenant deux ou plusieurs nappes ou paires de nappes superposées constituées de ·> câblés retordus en polyamide aromatique orientés suivant des directions sensiblement longitudinales ou peu inclinées par rapport à cette direction, lesdites nappes successives de la ceinture étant constitués de câblés présentant des taux d'allongement sous charge qui vont en croissant depuis les nappes de . ceinture les plus intérieures vers les nappes les plus extérieures, les taux d'allongement des câblés étant compris entre environ 3 et 12 °j».

Comme taux d'allongement pour le choix des câblés on considère ci-dessus les taux d'allongement à la rupture de ces câblés ; mais on peut aussi se référer (en apportant les corrections-correspondantes) à des taux d'allongement à des charges déterminées v plus faibles que la charge rupture (module de traction) ou encore, de façon inverse, aux charges à appliquer pour obtenir un allongement déterminé sur les câblés, dans ce dernier cas les charges 3 caractéristiques d'allongement des câblés des nappes successives situées vers l'intérieur jusqu'aux nappes de la ceinture vont en décroissant depuis les premières nappes suivantes situées vers l'extérieur .

De préférence et pour des raisons économiques et de commodité on utilise pour les nappes successives de la ceinture des câblés retordus pour pneu d'usage courant et de constitution identique pour toutes les nappes et l'on ajuste les propriétés d'allongement de ces câblés en les soumettant à des traitements différents. Un - moyen commode pour cela consiste à utiliser des câblés de même constitution mais ayant des coefficients de torsion différents, plus élevés pour ceux des nappes extérieures que pour ceux des nappes intérieures pour obtenir les rapports d'allongement désirés.

Les pneus selon l'invention présentent ainsi une ceinture de sommet qui est très homogène puisque constituée avec des câblés en un même matériau, voire des câblés de même constitution, de sorte que sont évités les risques inhérents aux hétérogénéité de matériaux. En outre cette ceinture est légère, donc moins sensible aux efforts centrifuge et à la formation des ondes stationnaires aux très hautes vitesses. En fonctionnement du pneu cette ceinture est soumise normalement à des efforts d'extension circonférencielle résultant de la pression de gonflement et de la force centrifuge qui tendent à augmenter son diamètre en diminuant son rayon de courbure transversale. Ces efforts d'extension sont supportés par les ’ câblés longitudinaux ou quasi -longitudinaux des nappes successives moyennant un allongement limité. Les câblés des nappes intérieures de la ceinture ayant des taux d'alllongeraent moindres supportant une partie relativement plus importante de ces efforts par rapport à la partie des efforts qui est supportée par les câblés des nappes extérieures à taux d1 allongjnen t plus élevé. Cependant le .rapport des taux d'allongement des câblés des nappes successives étant assez faible il en résulte que les câblés des nappes extérieures contribuent quand même de façon importante à la résistance auxdits efforts d'extension excercés globalement sur l’ensemble de la ceinture. En plus de ces efforts d'extension circonférencielle dus à la pression et à la force centrifuge, la ceinture est soumise en outre à des efforts de flexion très importants et très localisés à l'entrée et à la sortie de la zone de contact du pneu sur le/ sol. A ces endroits la ceinture est cintrée longitudinalement avec des rayons de courbure très inférieurs à son rayon de courbure normale corres- k pondant à son diamètre dans Le pneu. La fibre neutre de flexion de la ceinture étant située approximativement au milieu de l'épaisseur de la ceinture (ou un peu plus vers l'intérieur du fait de l'épaisseur de la carcasse sous la ceinture) il en résulte que, à ces endroits de forte flexion, des efforts d'extension s'ajoutant à ceux de la pression de gonflement viennent s'e.xcercer principalement sur les câblés des nappes extérieures. En utilisant pour ces nappes extérieures des câblés à plus grand taux d'allongement on peut obtenir que ces efforts d'extension localisés sont supportés plus progressivement et de façon mieux répartie dans toutes les nappes de la ceinture bien avant que les câblés de l'une ou l'autre de ces nappes aient atteint leur allongement de rupture. L'ensemble de la ceinture est ainsi mieux protégée contre les efforts extrêmes d'extension dans les zones localisées de fortes flexions et elle résiste mieux aux ruptures observées particulièrement dans le cas des pneus en question soumis habituellement en service à des affaissements importants et très fréquemment à des affaissements allant jusqu'à l'écrasement complet entre le sol et la jante.

Des exemples particuliers de réalisation sont décrits ci-après afin de mieux concrétiser l'invention :

Exemple 1.- On réalise un pneu pour avion de la dimension 26x6.6 suivant la construction illustrée en coupe transversale sur le dessin ci-joint. Ce pneu est destiné à supporter une charge statique normale de à.àpô DaN avec une pression de gonflement de 15,5 bars et un affaissement sous charge de 32 % de la hauteur H de sa section.

Le pneu comprend une carcasse radiale 10 constituée de deux nappes • de câblés 11-12 accrochées de ctaque côtés sur les tringles 13 des bourrelets 14 et une ceinture de renforcement 15 s'étendant \ sous la bande de roulement 16 suivant une largeur presque égale ’ à la largeur L de la surface de roulement. Cette ceinture est constituée de quatre nappes réparties en deux paires de nappes superposées 17—18 et 19-20 en câblés de polyamide aromatique de meme constitution ΐβ7θ/ΐ/3 décitex orientes symétriquement dans chaque paire de nappes suivant des directions formant des angles de 20° environ avec la direction circonférencielle. Les câblés sont adherisés de la façon habituelle et calandres avec du caoutchouc pour former des nappes continues dans lesquelles sont découpées les nappes individuelles de ceinture. Les câblés 5 utilisés pour la première et la deuxième paire de nappes situées respectivement à l'intérieur (contre la carcasse) et à l'extérieur (sous la bande de roulement) présentent les caractéristiques suivantes : . , cables de la cables de la 1“paire de nappes 2°paire de nappes 17-18 19—20

Torsion (tours/mètre) (retors ot cablage) 200/200 300/300 Résistance rupture (daN) 73 65

Allongement rupture (fo) 4,2 6

Allongement sous 30 daN (fo) 2 k

Charge pour un allongement de 2 fo (daN) 30 12,5

Exemple 2,— On réalisé un pneu radial pour avion du meme genre que celui de l'exemple 1 mais de la dimension 30 x 11,50-1^,50, prévu pour une charge statique de 11,3^0 daN, une pression de gonflement de 17 bars et un affaissement sous charge de 32 °/°· Le pneu comprend une carcasse radiale 10 à deux nappes semblables à 11-12 et une ceinture de sommet 15 comprenant dans ce cas six nappes réparties en trois paires de nappes dans lesquelles les cables sont orientés alternativement suivant des directions symétriques formant des angles de 20° environ avec la direction longitudinale ou circonférencielle. Bour ces nappes de la ceinture 15 on utilise des cables de polyamide aromatique 1670/1/3 décitex ayant les caractéristiques suivantes :

1“paire 2°paire 3°pairQ

de nappes de nappes de nappes

Torsion (t/m) 200/200 300/300 400/1f00 Résistance rupture (daN) 76 65 55

Allongement rupture (fo) 4,2 6 9

Allongement sous 30 daN (fo) 2 k 6,7

Charge pour allongement de 2 fo daN 30 12,5 6 D'autres constructions de ceintures que celles décrites ci—dessus peuvent être déduites de ces exemples de réalisation. On peut notamment utiliser pour les nappes successives de la ceinture des cables de construction différente ou des câblés auxquels on a communiqué des taux d'allongement différents par un traitement mécanique de tension ou par un traitement thermique ou par un traitement combinant ces opérations pendant un temps déterminé.

Selon un autre aspect de l'invention, on peut encore associer aux nappes de la ceinture constituées de câblés de polyamide aromatique ayant des taux d'allongement croissants comme décrit plus haut des 6 nappes supplémentaires de ceinture en d'autres cables à taux d'allongement relativement plus élevés compris entre 10 et 20 °/o et tels que les câblés en polyamide aliphatique. Cet autre aspect est illustré par l'exemple suivant.

Exemple 3·- On réalise un pneu radial pour avion du même genre que ccelui des exemples I et 2 de dimension 30 x 11.50-14.50 avec une carcasse radiale 10 à deux nappes et une ceinture 15 à six nappes réparties en trois paires de nappes dans lesquelles les câblés sont orientés alternativement suivant; des directions symétriques formant des angles de 20°. Pour ces nappes de ceinture on utilise des câblés I670/1/3 decit ex : 1°paire 2°paire 3°paire de nappes de nappes de nappes

Textile aramide aramide polyamide 6,6

Torsion (t/m) 300/300 4θθ/4θΟ 460/420 Résistance rupture (daN) 65 55 15

Allongement rupture (°/o) 6 9 17

Charge pour allongement de 2Pjo (daN) 12,5 6 D'autre part on peut encore réaliser les ceintures selon 1'Inventio suivant d'autres types de construction en soi connues tels que par exemples les ceintures dans lesquelles les nappes successives ou les paires de nappes successives sont constituées de câblés orientés suivant des directions formant des angles croissants -, depuis mes napjjes intérieures vers les nappes extérieures entre par exemple 10° environ pour les nappes inférieures et 30° environ pour les nappes supérieures. De même l'une ou plusieurs des paires de nappes de la ceinture peuvent être remplacés chacune par des nappes repliées ou des nappes à bords repliés dans le sens longitudinal . 1

Claims (1)

1. 7 1°) Pneumatique à carcasse radiale et à ceinture de sommet pour grande vitesse et fléchissement important, notamment pour avions, dans lequel la ceinture de sommet comprend deux ou plusieurs nappes ou paires de nappes superposées en câblés textiles retordus de polyamide aroriiatique orientés suivant des - directions sensiblement longitudinales ou peu inclinées par rap port à la direction circonférencielle, caractérisé en ce que les câblés en polyamide aromatique des nappes ou des paires de nappes successives de la ceinture présentent des taux d1 allongement sous charge qui vont en croissant depuis les nappes intérieures vers » les nappes extérieures de la ceinture, les taux d’allongement à la rupture des câblés étant compris entre environ 3 et 12 o/o. 2°) Pneumatique selon 1° dans lequel les nappes successives de la ceinture sont constituées de câblés de polyamide aromatique présentant tous la même constitution ; ces câblés étant traités pour avoir des taux d'allongement différents. 3°) Pneumatique selon 1° ou 2° dans lequel les cables des nappes ou des paires de nappes de la ceinture ont des torsions qui vont en croissant depuis les nappes Intérieures vers les nappe, extérieures de la ceinture, les taux de torsion étant compris entr< environ 200 et 400 tours par mètre. '* 4°) Pneumatique selon l'une des revendications 1° à 3°* dans lequel la ceinture comprend uxie ou plusieurs nappes supplémen taires de ceinture en cables à taux d'allongement plus élevé compris entre 10 et 2ûÿé et tels que les cables en polyamide aliphatique, ces nappes supplémentaires étant disposées au-dessus des nappes en câblés de polyamide aromatique et sous la bande de roulement du pneu. 5°) Pneumatique selon 1°et comprenant une ceinture de sommet constituée de deux paires de nappes superposées constituées - de câblés en polyamide aromatique I670 x 1 x 3 decitex orientés en sens inverse dans chaque paire de nappes suivant des angles de 20° environ par rapport à la direction circonférencielle, les câblés constituant la première paire de nappes adjacente à la carcasse ayant un allongement rupture compris entre 3 et 5% et les câblée 0 8 constituant la seconde paire de nappes ayant un allongement rupture supérieure a celui des cables de la première paire de nappes et compris entre 5 et 7'/<> 6°) Pneumatique selon 1°, comprenant une ceinture de sommet constituée de trois paires de nappes superposées constituées de cables en polyamide aromatique 1570 x 1 x 3 decitex orientés en sen inverse dans chaque paire de nappes suivant des angles de 20° environ par rapport à la direction circonférenctelle, les cables de La première paire de nappes adjacente à la carcasse ayant un allongement rupture compris entre 3 et 5°/o, les câblés de la seconde paire de nappes ayant un allongement rupture supérieure à celui des câblés de .la première paire de nappes et compris entre 5 et 7°/o * et les cables de la troisième paire de nappes ayant un allongement rupture supérieur à celui des cables de la seconde paire de nappes et compris entre 7 et 12fo. *> m !»