WO2003093034A2 - Pneumatique avec bourrelet muni dune structure filaire repartie en deux zones - Google Patents

Pneumatique avec bourrelet muni dune structure filaire repartie en deux zones Download PDF

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WO2003093034A2
WO2003093034A2 PCT/EP2003/004419 EP0304419W WO03093034A2 WO 2003093034 A2 WO2003093034 A2 WO 2003093034A2 EP 0304419 W EP0304419 W EP 0304419W WO 03093034 A2 WO03093034 A2 WO 03093034A2
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WO
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zone
tire
bead
anchoring
wires
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PCT/EP2003/004419
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Pascal Auxerre
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Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Techniques S.A.
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C15/0009—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap features of the carcass terminal portion
    • B60C15/0018—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap features of the carcass terminal portion not folded around the bead core, e.g. floating or down ply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C15/02—Seating or securing beads on rims
    • B60C15/024—Bead contour, e.g. lips, grooves, or ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C15/02—Seating or securing beads on rims
    • B60C15/024—Bead contour, e.g. lips, grooves, or ribs
    • B60C15/0247—Bead contour, e.g. lips, grooves, or ribs with reverse bead seat inclination, i.e. the axially inner diameter of the bead seat is bigger than the axially outer diameter thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06—Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead

Definitions

  • the present invention relates to a tire for a vehicle wheel in which at least one of the beads has a seat with a generator whose axially inner end is on a circle with a diameter greater than the diameter of the circle on which the axially outer end is located.
  • This type of design is particularly suitable for new generations of tires which can be used, within certain limits, in conditions of low pressure, or even zero or almost zero pressure, with an elimination of the risk of the tire becoming detached from the rim on which it is mounted. This concept is often referred to as "extended mobility".
  • the function of tightening the tire on the rim is an essential function for ensuring the qualities of the tire in operation. Indeed, it acts directly or indirectly on multiple aspects such as mounting (sometimes called “clipping") or fixing the tire, sealing the tire, rotation on the rim, etc. These functions are all critical and require specific characteristics and rigorous manufacturing of the products, in particular if high quality standards are sought. out, rims and tires often have slightly different dimensions for the same code, mainly due to manufacturing tolerances. These dimensional variations complicate compliance with the various functions previously listed.
  • the conventional rod is replaced by an anchoring zone comprising in particular arrangements of circumferential wires cooperating with the carcass-type reinforcement structure via an anchoring or binding mixture.
  • the anchoring area provides all of the functions presented above.
  • Document EP 0 582 196 presents a tire comprising a tread extended by two sidewalls and two beads as well as a carcass anchored in the two beads with an annular reinforcement.
  • the carcass is made up of threads placed adjacent to each other, circumferentially aligned and in contact with at least one layer of bonding rubber of very high elastic modulus in the attachment zone of the bead comprising the annular reinforcement.
  • the annular reinforcement of the bead attachment zone consists of stacks of circumferential cords with interposition between the reinforcing cords of the carcass and these stacks of a layer of bonding rubber of very high elasticity modulus .
  • This embodiment is intended for tires of the conventional type, with retention of the beads against the rim hook due to the inflation pressure of the tire. pneumatic.
  • a predominance of lateral or axial type forces inducing significant compressive forces acting substantially axially from the walls towards the center of said bead. These forces increase as a function of the inflation pressure. The increase in pressure tends to slide the bead against the hook, radially outward. The forces induced radially inwards against the seat of the rim decrease with increasing pressure, or with any increase in tension in the carcass-type reinforcing structure.
  • the stacks of son are aligned in a direction substantially parallel to the orientation of the profile of the rim hook against which the bead is supported.
  • the profile of the bead of this type of tire is relatively narrow and elongated; the anchor is distributed over most of the height and width of the bead.
  • the passage of the carcass in the bead is generally substantially central with respect to the walls of said bead.
  • Document EP 0 673 324 describes a rolling assembly comprising at least one tire with a radial carcass reinforcement anchored in each bead and a rim of particular shape.
  • This rim has a first seat with a generator such that the axially outer end of said generator is distant from the axis of rotation by a length less than the distance separating its axially inner end and is delimited axially on the outside by a rim projection or rim.
  • the tire includes bead seats suitable for mounting on this rim.
  • the type of pneumatic / rim interface proposed in this document has many advantages compared to already known solutions, in particular in terms of ease of assembly / disassembly while allowing a certain distance to be made despite a pressure drop.
  • the document EP 0 748 287 describes a solution allowing a first optimization of the basic technology described in the document EP 0 673 324 previously cited. It is a tire of which at least one bead has a structure making it possible to modify the tightening of said bead as a function of the tension of the carcass reinforcement and in particular a reinforcement thereof when the inflation pressure increases. up to its nominal value.
  • the document thus proposes the use of a bead with anchoring of the end of the carcass by turning it around the base of the rod, by the axially and radially inner sides with respect to the rod.
  • the bead also comprises, adjacent to the rod and axially outside of the latter, a rubber mixture profile of relatively high hardness against which the rod can come to exert a compressive force during an increase in tension of the carcass reinforcement.
  • This compressive force creates a self-tightening of the tip of the bead on the mounting rim.
  • the tension of the carcass therefore causes the rod to move outward, so that the latter generates said compressive force.
  • the presence of a rod of the conventional type and the inversion of the carcass under the latter are presented as being essential for generating the compressive force. This limits the possibilities of considering other types of arrangement.
  • document EP 0 922 592 describes two embodiments with anchoring of the carcass by turning it axially outwards.
  • the first mode proposes an anchoring of the carcass in the bead by turning radially outward from the end of the carcass.
  • the upturn is surrounded on either side by two radially superposed layers of metal wires arranged axially side by side and covering substantially the entire axial portion along the seat of the bead.
  • the layers are arranged so as to be parallel to the seat.
  • the types of wires and the corresponding dimensions are very precise.
  • the second proposed solution in this document relates to bead seats with different diameters.
  • the carcass is also stowed differently than the first solution.
  • the carcass is subdivided into two radially separated portions at the level of the bead. Each portion is joined by a layer of wires arranged radially, each layer being disposed radially outwardly against each of the carcass portions.
  • the radially outer carcass portion and the layer of wires radially inside are separated by an elastomer type insert of high hardness provided in the bead. This insert axially lines the central portion of the bead and rises radially outwards and axially inwards, beyond the radial limit of presence of the metallic wires.
  • the carcass is subdivided into two portions and a high hardness insert is necessary to separate on the one hand the layers of wires and on the other hand the two carcass portions.
  • the carcass is not anchored in the insert.
  • the shape of the insert described is limiting.
  • the present invention therefore proposes to overcome the various drawbacks inherent in the solutions set out above.
  • a tire for a vehicle wheel comprising:
  • each bead comprising a seat and an external flange intended to come into contact with a suitable rim
  • At least one of said beads comprising:
  • a bead seat comprising a generator whose axially inner end is on a circle of diameter greater than the diameter of the circle on which the axially outer end is located;
  • a zone for anchoring the reinforcement structure in said bead comprising an arrangement of circumferential wires arranged substantially adjacent to a portion of the reinforcement structure and comprising at least two stacks distributed on either side of the reinforcement structure, a connection mixture being arranged between the circumferential wires and the reinforcement structure;
  • a clamping zone radially inside the anchoring zone, comprising • an arrangement of substantially elastic circumferential wires distributed in a rubber mixture.
  • the anchoring area made substantially independent, can therefore therefore be optimized for the "anchoring" function . as such, involving in particular the maintenance or the holding of the carcass-type reinforcement structure during the tensioning.
  • the second portion made substantially independent can therefore therefore be optimized for the “tightening” function of the bead against the rim.
  • the geometry, the positioning of the reinforcing wires of the clamping zone can be provided in a different way from those of the first zone.
  • the wires of the arrangement of the clamping zone preferably have a Young's modulus lower than that of the wires of the arrangement of the anchoring zone.
  • These threads are advantageously of the multifilament type, advantageously in the form of cables or plies, etc.
  • the wires thus have good tightening characteristics. The tightening can be maintained despite certain differences in tolerances or dimensions between the tire and the rim on which it is mounted. Materials of different types can be used such as metallic, textile or hybrid.
  • the wires of the anchoring zone are preferably of the unitary type, for example made of metal or of textile material with low elastic modulus such as aramid.
  • the rubber mixes on the one hand of the anchoring zone and on the other hand of the clamping zone have separate compositions.
  • the rubber mixture of the anchoring zone is preferably adapted to favor the resumption of the stressing forces of the reinforcing structure. This advantageously implies good shear stiffness and good creep resistance.
  • a space provided between the clamping zone and the anchoring zone provides a zone of circumferential radial separation between the two portions.
  • the reinforcing structure is. whether or not it extends from the anchoring zone to the clamping zone and can also interfere in the latter zone.
  • the reinforcing structure is preferably arranged so as to have a certain elasticity or flexibility. Such flexibility prevents a relative movement between the two zones from unnecessarily inducing tension in the reinforcement structure.
  • the bead also comprises a compensation zone, disposed substantially between the clamping zone and the seat of the bead, substantially axially aligned with the clamping zone, said zone being suitable for compression during mounting of the tire on a suitable rim.
  • This compression contributes to ensuring the tightening of the tire, by transmitting the tightening force produced by the tightening zone.
  • the rubber mixture in this area is selected so as to provide good creep resistance, in order to ensure the durability of the tightening characteristics.
  • the wire arrangement of the clamping area includes at least one battery.
  • the tire also comprises on the one hand, an intermediate zone, disposed substantially axially outside the anchoring zone and comprising at least one portion substantially aligned radially with the anchoring zone, and on the other hand, a support zone of said bead capable of resting directly or indirectly against the adapted rim seat, and comprising at least one portion axially aligned with the intermediate zone and radially internal to this zone.
  • an intermediate zone disposed substantially axially outside the anchoring zone and comprising at least one portion substantially aligned radially with the anchoring zone
  • a support zone of said bead capable of resting directly or indirectly against the adapted rim seat, and comprising at least one portion axially aligned with the intermediate zone and radially internal to this zone.
  • the support zone may include an arrangement of circumferential wires. These wires advantageously participate in the tightening of the bead.
  • Such a configuration allows optimal retention of the bead in the rim, in particular at the level of the rim seat / bead seat interface.
  • the forces acting on the anchoring zone are then well transmitted to the zone of the seat of the bead.
  • the radial continuity makes it possible to minimize the impact of the shearing forces acting against the bead as a whole.
  • the anchoring zone does not include a rod, in particular a traditional rod, such as for example a multi-wire rod against which a carcass ply is turned over, so that the zone of cooperation between the inverted ply portion and the rod provides support for the carcass ply.
  • a rod in particular a traditional rod, such as for example a multi-wire rod against which a carcass ply is turned over, so that the zone of cooperation between the inverted ply portion and the rod provides support for the carcass ply.
  • Each of the zones taken in isolation as well as all of the zones form a sort of internal bead capable of effecting relative movements, such as for example of angular or rotating type, with respect to another zone, or with respect to a virtual CP pressure center, or relative to the rim seat, etc.
  • the intermediate zone provides a mechanical connection between said anchoring zone and said support zone.
  • the intermediate zone ensures continuity between the two other zones, so that the mechanical forces are transmitted from the anchoring zone to the support zone.
  • the intermediate zone is likely to exert a force substantially radially inwards against the axially external portion of the support zone.
  • the intermediate zone provides a mechanical connection between said anchoring zone and said support zone.
  • the anchoring zone and the intermediate zone can be mechanically combined. It is the same for the intermediate zone which can be joined to the support zone.
  • the anchoring zone is preferably not directly joined to the support zone.
  • the reinforcing structure of the sidewalls and of the top is advantageously of the carcass type, its mechanical properties being similar to those of carcass plies of known type. Furthermore, this reinforcing structure is advantageously configured without axial separation at the level of the bead. Thus, all the wires of the circumferential arrangement preferably occupy a substantially identical axial position.
  • the anchoring zone is radially external to the support zone.
  • the transfer of effort is carried out advantageously by a moment of force.
  • said support zone is substantially elongated. It extends for example substantially along the seat of the bead.
  • the transfer of forces during the rotation of the lower zone of the axially internal portion towards the axially external portion is thus possible, while retaining support against at least a portion of the seat of the bead.
  • the transfer of forces ensures the self-tightening of the point of the bead against the rim.
  • the support zone is preferably substantially adjacent to the rim seat.
  • the anchoring zone is arranged in the portion of the bead substantially in the immediate vicinity of the carcass-type reinforcement structure.
  • the support zone is substantially constituted by a mixture of high modulus rubber.
  • the bead also comprises a crushable buffer zone disposed in the radially internal and axially external portion, capable of pressing against a rim of the rim.
  • the bead portions generally around said anchoring, intermediate and support zones are generally occupied by a material whose elastic modulus is lower than that of the material of said anchoring, intermediate and support.
  • the support zone and / or the intermediate zone are arranged and delimited so that during a rotation substantially axially outwardly of the lower zone of the tire, none of said zones exerts a force against the rim or the rim hook capable of causing disassembly of the bead of the tire.
  • the bases of the piles are arranged radially more outside than the end of said rim (portion axially and radially outermost of said edge).
  • the bases of the stacks are advantageously provided so as to be arranged radially outwardly relative to the rim of the rim adapted to the tire. The assembly / disassembly operations are then facilitated.
  • the carcass-type reinforcement structure extends substantially radially from each of the beads, along the sides, towards the crown zone.
  • Said structure can thus be unitary and extend from one bead to another, or even be divided into two half-structures, each extending along a single flank.
  • the number of stacks as well as the number of windings or turns of each of the stacks is advantageously established as a function of the characteristics sought for the tire, for example its . operating pressure. For example, a higher number of stacks may be desired in order to increase the rigidity at the bead area.
  • the carcass-type reinforcement structure preferably consists of a wire winding going back and forth between the two beads, forming loops in each of the beads. Furthermore, the wire winding preferably consists of a single wire.
  • the internal bead intended to be disposed on the internal side of the wheel and the external bead intended to be installed on the external side of the wheel are arranged asymmetrically.
  • the number of stacks or the number of turns of each of the stacks can be different, for example so that the number of stacks of threads in the inner bead is different from the number of stacks of threads in the bead exterior side.
  • the symmetry concerns the arrangements of the anchoring, intermediate and support zones.
  • Each of the beads can have different architectures where, for example, the shapes, the arrangements, the dimensions of one or more of the zones can vary.
  • FIG. 1 illustrates, in cross section, a tire according to the invention
  • FIG. 2 illustrates, in enlarged cross-section, a bead of a first variant of a tire according to the invention
  • FIG. 3 illustrates, in enlarged cross-section, another variant of beads, where the different zones of the beads are arranged in an advantageous manner
  • FIG. 4 illustrates, in enlarged cross-section, another variant of beads, where the different zones of the beads are arranged so advantageous.
  • the reinforcement or reinforcement of tires is currently - and most often - constituted by stacking one or more plies conventionally designated “carcass plies”, “crown plies”, etc.
  • This way of designating the reinforcing reinforcements comes from the manufacturing process, consisting in producing a series of semi-finished products in the form of plies, provided with wire reinforcements often longitudinal, which are then assembled or stacked in order to make a blank of pneumatic.
  • the sheets are made flat, with large dimensions, and are then cut according to the dimensions of a given product.
  • the plies are also assembled, initially, substantially flat.
  • the blank thus produced is then shaped to adopt the toroidal profile typical of tires.
  • the semi-finished products called "finishing" are then applied to the blank, to obtain a product ready for vulcanization.
  • Such a “conventional” method involves, in particular for the manufacturing phase of the tire blank, the use of an anchoring element (generally a bead wire), used to anchor or maintain the carcass reinforcement in the area of the tire beads.
  • an anchoring element generally a bead wire
  • a portion of all the plies making up the carcass reinforcement is turned around a bead wire disposed in the bead of the tire. This creates an anchoring of the carcass reinforcement in the bead.
  • the threads of the various reinforcing structures are applied directly to the adjacent layers of rubber mixtures, the whole being applied in successive layers to a toroidal core whose shape makes it possible to directly obtain a profile similar to the final profile of the tire. during manufacture.
  • a toroidal core whose shape makes it possible to directly obtain a profile similar to the final profile of the tire. during manufacture.
  • the basic products such as rubber mixes and reinforcements in the form of threads or filaments are applied directly to the core.
  • This core being of toroidal shape, we no longer have to form the blank to pass from a flat profile to a profile in the form of a torus.
  • the tires described in this document do not have the "traditional" reversal of the carcass ply around a bead wire.
  • This type of anchoring is replaced by an arrangement in which there is disposed adjacent to said flank reinforcement structure of the circumferential filaments, the whole being embedded in a rubber mixture of anchoring or binding.
  • the conventional terms such as "tablecloths”, “rods”, etc.
  • the term “carcass-type reinforcement” or “sidewall reinforcement” is valid for designating the reinforcing threads of a carcass ply in the conventional process, and the corresponding threads, generally applied at the sidewalls, of a tire produced according to a process without semi-finished.
  • anchoring zone for its part, can denote the “traditional” turning of the carcass ply around a rod of a conventional process just as much as the assembly formed by the circumferential filaments, the. rubber mixture and the adjacent flank reinforcement portions of a bottom zone produced, with a method with application to a toroidal core.
  • the term “thread” generally designates both monofilaments and multifilaments or assemblies such as cables, twists or any other equivalent type of assembly, regardless of the material and the treatment. of these sons. It may for example be surface treatments, coating or pre-sizing to promote adhesion to the rubber.
  • unitary wire designates a wire composed of a single element, without assembly.
  • multifilaments designates an assembly of at least two unitary elements to form a cable, a twist, etc.
  • radial structure is meant one. arrangement at 90 degrees, but also, depending on usage, at an angle close to 90 °.
  • the carcass ply (s) are turned around around a rod.
  • the rod fulfills a function of anchoring the carcass.
  • it supports the tension developing in the carcass wires, for example under the effect of the inflation pressure.
  • the arrangement described in this document ensures a similar anchoring function. It is also known to use the rod of the traditional type to ensure a function of tightening the bead on a rim. The arrangement described in this document also ensures a similar tightening role.
  • the term "gum” or “bonding” mixture is understood to mean the rubber mixture possibly in contact with the reinforcing threads, adhering to them and likely to fill the interstices between adjacent wires.
  • contact between a wire and a layer of bonding rubber means that at least part of the outer circumference of the wire is in intimate contact with the rubber mixture constituting the bonding rubber.
  • the sidewalls are the portions of the tire most often of low bending stiffness located between the crown and the beads.
  • “Sidewall mixes” are rubber mixes located axially outwardly relative to the wires of the carcass reinforcement structure and to their bonding rubber. These mixtures usually have a low modulus of elasticity.
  • module of elasticity of a rubber mixture is understood to mean a secant extension module obtained at a uniaxial extension deformation of the order of 10% at ambient temperature.
  • FIG. 1 illustrates, in cross section, a tire 1 according to the invention.
  • This tire comprises a first sidewall 5 adjacent to a first bead 3 preferably corresponding to the inner bead.
  • the opposite portion of the tire comprises a second sidewall 6 adjacent to a second bead 4.
  • a crown 7, on which a tread 8 is provided, provides the junction between the sidewalls.
  • the top preferably includes at least one reinforcing belt.
  • the tire comprises a carcass-type reinforcement structure 2, provided with reinforcements advantageously configured in a substantially radial arrangement.
  • This structure can be arranged continuously from one bead to the other, passing through the sides and the top, or it can comprise two or more parts, arranged for example along the sides, without covering the entire Mountain peak.
  • the end portions of the reinforcing structure 2 are located in the beads.
  • the reinforcing structure 2 can be produced by winding a single wire going back and forth between the two beads, forming loops in each of the beads. These loops, coated in the rubber mixture, contribute to the mechanical connection between the reinforcement structure 2 and the bead, in particular the piles 13. By the presence of loops between the "outward” course and the "return” of the wire, we see that the reinforcement is of the monofilament type. Of course, the carcass might not be made continuously from a single wire, and there might not be loops, but for example cut ends.
  • the bead also comprises a substantially circumferential wire structure 30 distributed in two zones: the first 31 of these zones, radially external, consists of an anchoring zone and comprises an arrangement of circumferential wires arranged in a manner substantially adjacent to a portion of the reinforcement structure and comprises at least two stacks distributed on either side of the reinforcement structure, a connection (or anchoring) mixture being arranged between the circumferential wires and the reinforcement structure.
  • the second 32 of these zones substantially radially internal to the first 31, consists of a clamping zone and comprises an arrangement of circumferential wires arranged in a rubber mixture.
  • the wires of the clamping zone preferably have greater elasticity than the wires of the anchoring zone.
  • At least one wire 12 from one of the stacks 13 is preferably placed in the immediate vicinity of a portion 21 of the reinforcing structure 2.
  • the stacks can also be arranged so that a portion 21 is interposed between batteries 13.
  • the space between the wires 12 and the reinforcing structure 2 is occupied by a rubber bonding mixture 14.
  • a rubber bonding mixture 14 It is also possible to provide the use of several mixtures having different characteristics, delimiting several zones, the combinations of mixtures and the resulting arrangements being almost unlimited.
  • the elastic modulus of such an eraser can reach 10 to 20 and even exceed 40 Mpa.
  • the two zones 31 and 32 are radially spaced from one another and define a spacing 33 provided between the two portions. This spacing provides a radial separation zone between the two portions.
  • the material of the separation zone has a modulus that is substantially small compared to that of the first zone.
  • the wire arrangements 11 can be arranged and manufactured differently.
  • a battery 13 can advantageously consist of a single wire 12, wound (substantially at zero degrees) in a spiral, preferably from the smallest diameter to the largest diameter.
  • a pile can also consist of several concentric wires laid one inside the other.
  • the anchoring of the reinforcing structure in the bead can be achieved by the type of interface described, despite the fact that in the tire with extended mobility according to the invention, the forces induced at the level of the bead differ from those of a conventional bead.
  • an increase in pressure causes an increase in the radial thrust of the radially outer portion of the seat of the bead against the seat of the rim.
  • Figures 3 and 4 illustrate different examples of arrangements of the other zones of the bead.
  • a support area 50 is provided Radially inside the anchoring zone, or more particularly in the radially internal portion of the bead, in the zone of the seat. This area acts as an interface between the rest of the bead and the seat of the rim. Significant efforts of the radial and axial type are therefore transmitted through this zone.
  • a high modulus rubber mixture contributes to the transfer of these forces by ensuring good retention of the bead against the rim.
  • an intermediate zone 40 is advantageously provided, so as to ensure mechanical continuity. The forces can thus be transmitted from the anchoring zone 30 to the support zone 50, via the intermediate zone 40.
  • the three zones can also be joined, to form a unified whole as illustrated for example in FIG. 2.
  • the bead also comprises a compensation zone 90, arranged substantially between the tightening zone and the seat of the bead, substantially axially aligned with the tightening zone, said zone being adapted for a compression during mounting of the tire on a suitable rim.
  • This compression contributes to ensuring the tightening of the tire, by transmitting the tightening force produced by the tightening zone.
  • the rubber mixture in this area is selected so as to provide good creep resistance, in order to ensure the durability of the tightening characteristics.
  • the tire according to the invention is particularly suitable for use on a rim of the type described in document EP 0 673 324.
  • a rim comprises a seat and preferably a raising or rim located axially and radially outward.
  • the quality of contact or support of the bead on the seat is particularly important.
  • One of the means according to the invention used to improve it consists in optimizing the previously described phenomenon of rotation of the lower zone of the bead.
  • This phenomenon stems from the structure of the bead used.
  • the axial position of the reinforcement structure 2 relative to the center of thrust CP of the bead can, to a certain extent, influence the moment M created by a tension force T induced in the reinforcement structure. This moment M acts on the effect of rotation of the lower zone of the bead.
  • a buffer zone is provided on the bead between the high modulus mixing zone and the rim flange.
  • This crushing zone 17 is made of a more flexible material than that generally located in the interface zone between the arrangement 11 of wires and the reinforcement structure 2. As previously described, under the combined effect of the pressure of the tire and of a tension T acting on the structure 2, the moment M thus created acts so as to crush the zone 17, thereby favoring the rotation of the lower zone of the bead.
  • the bases of the piles are preferably arranged radially more outside than the end of said rim (axially and radially outermost portion of said rim) as illustrated for example in FIG. 3.
  • the bases of the stacks are advantageously provided so as to be arranged radially outside relative to the rim of the rim 60 adapted to the tire.
  • the assembly / disassembly operations are then facilitated.
  • FIG. 3 it can be seen that (radius of the first wires) is greater than ⁇ (radius of the rim or rim hook). This radius corresponds to the distance from the axis of rotation.
  • the various examples of embodiments described and / or illustrated can advantageously be carried out with devices of the type of those described in document EP 0 580 055.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Pneumatique pour roue de véhicule, comprenant deux flancs, des bourrelets comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec une jante adaptée, une structure de renfort, au moins un desdits bourrelets comprenant - une structure filaire (30) sensiblement circonférentielle, répartie dans deux zones ; - une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet, comprenant un arrangement de fits circonférentiels (31) disposés de façon sensiblement adjacente à une portion de la structure de renfort (21) et comprenant au moins deux piles (13) réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort ; - une zone de serrage (32), radialement intérieure à la zone d'ancrage, comprenant un arrangement de fits circonférentiels sensiblement élastiques répartis dans un mélange caoutchoutique.

Description

PNEUMATIQUE AVEC BOURRELET MUNI D'UNE STRUCTURE FILAIRE
REPARTIE EN DEUX ZONES
La présente invention concerne un pneumatique pour roue de véhicule dans lequel au moins un des bourrelets comporte un siège avec une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure. Ce type de conception est particulièrement adapté aux nouvelles générations de pneumatiques pouvant être utilisés, dans certaines limites, dans des conditions de faible pression, voire de pression nulle ou quasi-nulle, avec une élimination du risque de désolidarisation du pneu de la jante sur laquelle il est monté. Ce concept est souvent désigné par l'expression "mobilité étendue".
Depuis longtemps les fabricants de pneumatiques tentent de mettre au point un pneumatique ne créant aucune source de risque ou de danger potentiel lors d'un abaissement anormal, voire d'une perte totale de pression. Une des difficultés rencontrées concerne le roulage à plat ou à très faible pression. En effet, lors d'un roulage à très faible pression, voire à pression nulle avec des pneumatiques classiques, les bourrelets risquent fortement de se désolidariser du pourtour de la jante contre lequel ils étaient maintenus par la pression.
De nombreuses solutions ont été testées afin de pallier ces inconvénients. Souvent ces solutions engendrent des difficultés supplémentaires au niveau du montage et du démontage du pneu sur la jante.
Par ailleurs, la fonction serrage du pneumatique sur la jante est une fonction essentielle pour assurer les qualités du pneumatique en fonctionnement. En effet, elle agit directement ou indirectement sur de multiples aspects tels le montage (parfois désigné « clipsage ») ou fixation du pneumatique, l'étanchéité du pneumatique, la rotation sur jante, etc. Ces fonctions sont toutes critiques et nécessitent des caractéristiques spécifiques et une fabrication rigoureuse des produits, en particulier si des standards de qualité élevés sont recherchés. Hors, les jantes et les pneumatiques ont souvent, pour un même code, des dimensions légèrement différentes, principalement dues aux tolérances de fabrication. Ces variations de dimensions compliquent le respect des différentes fonctions préalablement énumérées.
Pour remplir ces fonctions, on utilise industriellement deux grands types de solutions. Tout d'abord, pour les pneumatiques traditionnels, la tringle assure simultanément toutes ces fonctions.
Plus récemment, pour plusieurs types de produits manufacturés par la demanderesse, la tringle classique est remplacée par une zone d'ancrage comportant notamment des arrangements de fils circonférentiels coopérant avec la structure de renfort de type carcasse via un mélange d'ancrage ou de liaison. Là encore, la zone d'ancrage assure toutes les fonctions présentées ci-dessus.
Dans ces deux cas, il est toutefois difficile d'optimiser certains paramètres, car très souvent, l'amélioration de l'un, se fait au détriment d'un autre. Ce jeu de compromis entre gain d'un côté et pénalisation d'un autre, comporte donc certaines limites, puisqu'il est souvent difficile de tolérer de moins bonnes performances pour certains aspects.
Le document EP 0 582 196 présente un pneumatique comportant une bande de roulement prolongée par deux flancs et deux bourrelets ainsi qu'une carcasse ancrée dans les deux bourrelets à un renforcement annulaire. La carcasse est constituée de fils disposés de façon adjacente, alignés circonférentiellement et en contact avec au moins une couche de gomme de liaison de très haut module d'élasticité dans la zone d'accrochage du bourrelet comprenant le renforcement annulaire. Dans ce pneumatique, le renforcement annulaire de la zone d'accrochage du bourrelet est constitué de piles de fils circonférentiels avec interposition entre les fils de renforcement de la carcasse et ces piles d'une couche de gomme de liaison de très haut module d'élasticité. Ce mode de réalisation est destiné aux pneumatiques de type classique, avec maintien des bourrelets contre le crochet de jante dû à la pression de gonflage du pneumatique. On retrouve dans ce type d'agencement une prédominance d'efforts de type latéral ou axial, induisant d'importantes forces de compression agissant sensiblement axialement depuis les parois vers le centre dudit bourrelet. Ces forces augmentent en fonction de la pression de gonflage. L'augmentation de la pression tend à faire glisser le bourrelet contre le crochet, radialement vers l'extérieur. Les efforts induits radialement vers l'intérieur, contre le siège de la jante , diminuent avec l'augmentation de la pression, ou avec toute augmentation de la tension de la structure de renfort de type carcasse.
On remarque par ailleurs que les piles de fils sont alignées dans un sens sensiblement parallèle à l'orientation du profil du crochet de jante contre lequel le bourrelet s'appuie. Le profil du bourrelet de ce type de pneumatique est relativement étroit et allongé; l'ancrage est réparti sur l'essentiel de la hauteur et de la largeur du bourrelet. Le passage de la carcasse dans le bourrelet est généralement sensiblement central par rapport aux parois dudit bourrelet. Par ailleurs, s'agissant d'un bourrelet relativement étroit sujet à des efforts à prédominance axiale, ni la pression de gonflage, ni la tension induite dans la carcasse ne permettent la génération d'important moments ou couples, tendant à faire pivoter ou tourner le bourrelet sur lui-même.
Avec un tel type de pneumatique, si la pression chute et que le roulage se poursuit, le maintien du pneumatique sur la jante n'est plus assuré, et dans la plupart des cas, il se produit un déjantage.
Le document EP 0 673 324 décrit un ensemble roulant comprenant au moins un pneumatique à armature de carcasse radiale ancrée dans chaque bourrelet et une jante de conformation particulière. Cette jante comporte un premier siège avec une génératrice telle que l'extrémité axialement extérieure de ladite génératrice est distante de l'axe de rotation d'une longueur inférieure à la distance séparant son extrémité axialement intérieure et est délimitée axialement à l'extérieur par une saillie ou rebord dé jante. Le pneumatique comporte des sièges de bourrelets adaptés pour un montage sur cette jante. Le type d'interface pneumatique/jante proposé dans ce document présente de nombreux avantages par rapport aux solutions déjà connues, notamment au niveau de la facilité de montage/démontage tout en permettant d'effectuer un certain parcours malgré une chute de pression.
Le document EP 0 748 287 décrit une solution permettant une première optimisation de la technologie de base décrite dans le document EP 0 673 324 préalablement cité. Il s'agit d'un pneumatique dont au moins un bourrelet a une structure permettant de modifier le serrage dudit bourrelet en fonction de la tension de l'armature de carcasse et notamment un renforcement de celui-ci lorsque la pression de gonflage s'accroît jusqu'à sa valeur nominale. Le document propose ainsi l'utilisation d'un bourrelet avec ancrage de l'extrémité de la carcasse par retournement de celle-ci autour de la base de la tringle, par les cotés axialement et radialement intérieurs par rapport à la tringle. Le bourrelet comporte également, adjacent à la tringle et axialement à l'extérieur de celle-ci, un profilé de mélange caoutchouteux de dureté relativement élevée contre lequel la tringle peut venir exercer une force de compression lors d'un accroissement de tension de l'armature de carcasse. Cette force de compression crée un auto-serrage de la pointe du bourrelet sur la jante de montage. La tension de la carcasse entraîne donc un déplacement de la tringle vers l'extérieur, afin que cette dernière génère ladite force de compression. Dans une telle configuration, la présence d'une tringle de type classique et le retournement de la carcasse sous cette dernière sont présentés comme étant indispensables pour générer la force de compression. Ceci limite les possibilités d'envisager d'autres types d'agencement.
D'autre part, le document EP 0 922 592, décrit deux modes de réalisations avec ancrage de la carcasse par retournement de celle-ci axialement vers l'extérieur. Le premier mode propose un ancrage de la carcasse dans le bourrelet par retournement radialement vers l'extérieur de l'extrémité de la carcasse. Le retournement est entouré de part et d'autre par deux couches radialement superposées de fils métalliques disposés axialement côte à côte et couvrant sensiblement toute la portion axiale le long du siège du bourrelet. Les couches sont agencées de façon à être parallèles au siège. Les types de fils ainsi que les dimensions correspondantes sont très précises. La seconde solution proposée dans ce document concerne des sièges de bourrelets avec des diamètres différents. L'arrimage de la carcasse s'effectue également de façon différente par rapport à la première solution. Tout d'abord, la carcasse se subdivise en deux portions radialement séparées au niveau du bourrelet. Chaque portion est adjointe d'une couche de fils disposée radialement, chaque couche étant disposée radialement extérieurement contre chacune des portions de carcasse. La portion de carcasse radialement extérieure et la couche de fils radialement à l'intérieur sont séparées par un insert de type élastomère à dureté élevée prévu dans le bourrelet. Cet insert garnit axialement la portion centrale du bourrelet et remonte radialement vers l'extérieur et axialement vers l'intérieur, au-delà de la limite radiale de présence des fils métalliques.
Les deux exemples de solutions du document EP 0 922 592 comportent plusieurs inconvénients. Ainsi, l'arrimage de la carcasse proposé dans ce document nécessite la présence d'un retournement axialement vers l'extérieur de la portion d'extrémité de la carcasse. D'autre part, les couches de fils superposées sont disposées radialement près du siège du bourrelet, en bonne partie à une position radiale plus près de l'axe de rotation que la portion haute du rebord sur lequel le bourrelet appuie. A moins d'utiliser des fils fortement extensibles, le montage/démontage du pneumatique est difficile à exécuter, dû à la position radiale défavorable des fils. On remarque également que les piles sont orientées de façon sensiblement parallèle au profil du siège contre lequel le bourrelet appuie. Selon la seconde solution, la carcasse se subdivise en deux portions et un insert à dureté élevé est nécessaire pour séparer d'une part les couches de fils et d'autre part les deux portions de carcasse. L'ancrage de la carcasse n'est cependant pas réalisé dans l'insert. La forme de l'insert décrit est limitative.
La présente invention propose donc de pallier les différents inconvénients inhérents aux solutions exposées ci-dessus.
Pour ce faire, elle prévoit un pneumatique pour roue de véhicule, comprenant:
-deux flancs espacés axialement l'un de l'autre, réunis à leurs portions radialement extérieures par une zone de sommet pourvue sur sa portion radialement extérieure d'une bande de roulement circonférentielle ;
-des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, chaque bourrelet comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec une jante adaptée ;
-une structure de renfort s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet ;
-au moins un desdits bourrelets comprenant : .
- un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure ;
- une structure filaire sensiblement circonférentielle, répartie dans deux zones ;
- une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet, comprenant un arrangement de fils circonférentiels disposés de façon sensiblement adjacente à une portion, de la structure de renfort et comprenant au moins deux piles réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort ;
- une zone de serrage, radialement intérieure à la zone d'ancrage, comprenant • un arrangement de fils circonférentiels sensiblement élastiques répartis dans un mélange caoutchoutique.
La zone d'ancrage, rendue sensiblement indépendante, peut donc de ce fait être optimisée pour la fonction « ancrage ». en tant que tel, impliquant notamment le maintien ou la tenue de la structure de renfort de type carcasse lors de la mise en tension. De façon similaire, la seconde portion rendue sensiblement indépendante, peut donc de ce fait être optimisée pour la fonction « serrage » du bourrelet contre la jante. Une telle solution permet par exemple d'utiliser des matériaux spécifiques dans chacune des portions, en fonction des exigences propres à chacune des portions.
La géométrie, le positionnement des fils de renforts de la zone de serrage peuvent être prévus de façon différente de ceux de la première zone.
Les fils de l'arrangement de la zone de serrage comportent de préférence un module de Young inférieur à celui des fils de l'arrangement de la zone d'ancrage. Ces fils sont avantageusement de type multifilaments, avantageusement sous forme de câbles ou retors, etc. Les fils ont ainsi de bonnes caractéristiques de serrage. Le serrage peut être maintenu malgré certains écarts de tolérances ou dimensions entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est monté. Des matériaux de différents types peuvent être utilisés tels que métallique, textile ou hybride. Les fils de la zone d'ancrage sont de préférence de type unitaire, par exemple en métal ou en matériau textile à bas module d'élasticité tel que l'aramide.
Selon un mode de réalisation avantageux, les mélanges caoutchoutiques d'une part de la zone d'ancrage et d'autre part de la zone de serrage ont des compositions distinctes. Ainsi, le mélange caoutchoutique de la zone d'ancrage est de préférence adapté pour favoriser la reprise des efforts de tension de la structure de renfort. Cela implique avantageusement une bonne rigidité de cisaillement et une bonne résistance au fluage.
Selon un mode de réalisation avantageux, un espace prévu entre la zone de serrage et la zone d'ancrage procure une zone de séparation radiale circonférentielle entre les deux portions. Selon diverses variantes de réalisation, la structure de renfort se. prolonge ou non de la zone d'ancrage vers la zone de serrage et peut aussi s'immiscer dans cette dernière zone. Dans Ja zone de séparation, la structure de renfort est de préférence aménagée de façon à disposer d'une certaine élasticité ou souplesse. Une telle souplesse évite qu'un mouvement relatif entre les deux zones n'induise inutilement une tension dans la structure de renfort. De manière préférentielle, le bourrelet comporte également une zone de compensation, disposée sensiblement entre la zone de serrage et le siège du bourrelet, sensiblement alignée axialement avec la zone de serrage, ladite zone étant adaptée pour une mise en compression lors du montage du pneumatique sur une jante adaptée. Cette mise en compression contribue à assurer le serrage du pneumatique, en transmettant l'effort de serrage produit par la zone de serrage. Le mélange caoutchoutique de cette zone est sélectionné de façon à procurer une bonne résistance au fluage, afin d'assurer la pérennité des caractéristiques de serrage.
L'arrangement de fils de la zone de serrage comprend au moins une pile.
De manière préférentielle, le pneumatique comporte également d'une part, une zone intermédiaire, disposée sensiblement axialement extérieurement à la zone d'ancrage et comportant au moins une portion sensiblement alignée radialement avec la zone d'ancrage, et d'autre part, une zone d'appui dudit bourrelet susceptible de reposer directement ou indirectement contre le siège de jante adapté, et comprenant au moins une portion axialement alignée avec la zone intermédiaire et radialement intérieure à cette zone.
De façon similaire, la zone d'appui peut comporter un arrangement de fils circonférentiels. Ces fils participent avantageusement au serrage du bourrelet.
Une telle configuration permet un maintien optimal du bourrelet dans la jante, notamment au niveau de l'interface siège de la jante/siège du bourrelet. Les forces agissant sur la zone d'ancrage sont alors bien transmises vers la zone du siège du bourrelet. La continuité radiale permet de minimiser l'impact des forces de cisaillement agissant contre le bourrelet dans son ensemble.
La zone d'ancrage ne comporte pas de tringle, notamment de tringle de type traditionnel, comme par exemple une tringle multifilaire contre laquelle une nappe carcasse est retournée, de façon à ce que la zone de coopération entre la portion retournée de nappe et la tringle procure le maintien de la nappe carcasse. Chacune des zones prises isolément de même que l'ensemble des zones forment en quelque sorte un bourrelet interne susceptible d'effectuer des mouvements relatifs, comme par exemple de type angulaire ou en rotation, par rapport à une autre zone, ou par rapport à un centre de pression CP virtuel, ou par rapport au siège de la jante, etc.
De manière avantageuse, la zone intermédiaire, assure une connexion mécanique entre ladite zone d'ancrage et ladite zone d'appui. La zone intermédiaire assure une continuité entre les deux autres zones, de façon à ce que les efforts mécaniques, soient transmis de la zone d'ancrage vers la zone d'appui.
La zone intermédiaire est susceptible d'exercer un effort sensiblement radialement vers l'intérieur contre la portion axialement extérieure de la zone d'appui.
La zone intermédiaire, assure une connexion mécanique entre ladite zone d'ancrage et ladite zone d'appui. La zone d'ancrage et la zone intermédiaire peuvent être jumelées mécaniquement. Il en est de même pour la zone intermédiaire qui peut être jointe à la zone d'appui. Mais la zone d'ancrage est de préférence non directement jointe à la zone d'appui.
La structure de renfort des flancs et du sommet est avantageusement de type carcasse, ses propriétés mécaniques s'apparentant à celles des nappes carcasses de type connu. Par ailleurs, cette structure de renfort est avantageusement configurée sans séparation axiale au niveau du bourrelet. Ainsi, tous les fils de l'agencement circonférentiel occupent de préférence une position axiale sensiblement identique.
De préférence, la zone d'ancrage est radialement extérieure à la zone d'appui .
Le transfert d'efforts s'effectue de manière avantageuse par un moment de force.
De préférence, ladite zone d'appui est sensiblement allongée. Elle se prolonge par exemple sensiblement le long du siège du bourrelet. Le transfert des efforts lors de la rotation de la zone basse de la portion axialement interne vers la portion axialement externe est ainsi possible, tout en conservant un appui contre au moins une portion du siège du bourrelet. Le transfert des efforts assure un auto- serrage de la pointe du bourrelet contre la jante.
La zone d'appui est de préférence sensiblement adjacente au siège de jante.
De manière préférentielle, la zone d'ancrage est disposée dans la portion du bourrelet sensiblement à proximité immédiate de la structure de renfort de type carcasse.
Elle peut donc se trouver soit d'un seul ou des deux côtés de la structure de renfort.
De manière préférentielle, la zone d'appui est sensiblement constituée d'un mélange de gomme à haut module.
Selon une autre variante avantageuse, le bourrelet comporte également une zone tampon ecrasable disposée dans la portion radialement interne et axialement externe, susceptible d'appuyer contre un rebord de la jante.
La présence d'une telle zone favorise la rotation de la zone basse et permet également de sécuriser l'accrochage axial du bourrelet contre le rebord de jante. La présence d'une zone de gomme à haut module dans une portion radialement interne par rapport au rebord procure un bon maintien axial et évite que le bourrelet glisse axialement vers l'extérieur.
Selon une autre variante avantageuse, les portions de bourrelet généralement autour desdites zones d'ancrage, intermédiaire et d'appui sont généralement occupées par un matériau dont le module d'élasticité est plus faible que celui du matériau desdites zones d'ancrage, intermédiaire et d'appui.
Selon un autre exemple avantageux, la zone d'appui et/ou la zone intermédiaire sont disposées et délimitées de façon à ce que lors d'une rotation sensiblement axialement extérieurement de la zone basse du pneumatique, aucune desdites zones n'exerce un effort contre le rebord ou le crochet de jante susceptible de provoquer un désassemblage du bourrelet du pneumatique.
Selon un mode de fabrication particulièrement avantageux où les différents constituants du pneumatique sont disposés directement sur un noyau central dont la forme confère au pneumatique en cours de fabrication une forme sensiblement similaire à la forme du produit fini, la suppression du retournement (qui existe avec une architecture traditionnelle) permet une simplification avantageuse de la fabrication.
Selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, les bases des piles (les fils radialement les plus près de l'axe de rotation du pneumatique) sont disposées radialement plus à l'extérieur que l'extrémité dudit rebord (portion axialement et radialement la plus à l'extérieur dudit rebord). Les bases des piles sont avantageusement prévues de façon à être disposées radialement extérieurement par rapport au rebord de la jante adaptée au pneumatique. Les opérations de montage/démontage sont alors facilitées.
De manière avantageuse, la structure de renfort de type carcasse s'étend sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet. Ladite structure peut ainsi être unitaire et s'étendre d'un bourrelet à l'autre, ou encore être partagée en deux demi-structures, s'étendant chacune le long d'un seul flanc.
Le nombre de piles ainsi que le nombre d'enroulements ou de spires de chacune des piles est avantageusement établi en fonction des caractéristiques recherchées pour le pneumatique, par exemple sa . pression de service. Par exemple, un nombre de piles plus élevé peut être souhaité afin d'augmenter la rigidité au niveau de la zone du bourrelet.
La structure de renfort de type carcasse est de préférence constituée d'un enroulement filaire faisant des aller-retours entre les deux bourrelets en formant dans chacun des bourrelets des boucles. Par ailleurs, l'enroulement filaire est préférablement constitué d'un seul fil.
Selon une autre variante avantageuse, le bourrelet intérieur prévu pour être disposé du côté interne de la roue et le bourrelet extérieur prévu pour être installé sur le côté externe de la roue, sont agencés de façon asymétrique. Ainsi par exemple, le nombre de piles ou le nombre de spires de chacune des piles peut être différent, par exemple de manière à ce que le nombre de piles de fils dans le bourrelet côté intérieur soit différent du nombre de piles de fils dans le bourrelet côté extérieur.
Selon un autre aspect, la symétrie concerne les agencements des zones d'ancrage, intermédiaire et d'appui. Chacun des bourrelets peut présenter des architectures différentes où par exemple, les formes, les dispositions, les dimensions d'une ou plusieurs des zones peuvent varier. On peut aussi faire varier les matériaux constituants, les caractéristiques mécaniques, comme par exemple la dureté, tout comme on peut faire varier le nombre de zones.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples de réalisation du pneumatique conforme à l'invention, donnés à titre non limitatif et en se référant aux figures 1 à 4 annexées, dans lesquelles:
la figure 1 illustre, en coupe transversale, un pneumatique selon l'invention;
la figure 2 illustre, en coupe transversale agrandie, un bourrelet d'une première variante d'un pneumatique selon l'invention;
la figure 3 illustre, en coupe transversale agrandie, une autre variante de bourrelets, où les différentes zones du bourrelet sont agencées de façon avantageuse ;
la figure 4 illustre, en coupe transversale agrandie, une autre variante de bourrelets, où les différentes zones du bourrelet sont agencées de façon avantageuse.
L'armature de renforcement ou renforcement des pneumatiques est à l'heure actuelle - et le plus souvent - constituée par empilage d'une ou plusieurs nappes désignées classiquement « nappes de carcasse », «nappes sommet », etc. Cette façon de désigner les armatures de renforcement provient du procédé de fabrication, consistant à réaliser une série de produits semi-finis en forme de nappes, pourvues de renforts filaires souvent longitudinaux, qui sont par la suite assemblées ou empilées afin de confectionner une ébauche de pneumatique. Les nappes sont réalisées à plat, avec des dimensions importantes, et sont par la suite coupées en fonction des dimensions d'un produit donné. L'assemblage des nappes est également réalisé, dans un premier temps, sensiblement à plat. L'ébauche ainsi réalisée est ensuite mise en forme pour adopter le profil toroïdal typique des pneumatiques. Les produits semi-finis dits « de finition » sont ensuite appliqués sur l'ébauche, pour obtenir un produit prêt pour la vulcanisation.
Un tel type de procédé "classique" implique, en particulier pour la phase de fabrication de l'ébauche du pneumatique, l'utilisation d'un élément d'ancrage (généralement une tringle), utilisée pour réaliser l'ancrage ou le maintien de l'armature de carcasse dans la zone des bourrelets du pneumatique. Ainsi, pour ce type de procédé, on effectue un retournement d'une portion de toutes les nappes composant l'armature de carcasse (ou d'une partie seulement) autour d'une tringle disposée dans le bourrelet du pneumatique. On crée de la sorte un ancrage de l'armature de carcasse dans le bourrelet.
La généralisation dans l'industrie de ce type de procédé classique, malgré de nombreuses variantes dans la façon de réaliser les nappes et les assemblages, a. conduit l'homme du métier à utiliser un vocabulaire calqué sur le procédé ; d'où la terminologie généralement admise, comportant notamment les termes «nappes», «carcasse», «tringle», «conformation» pour désigner le passage d'un profil plat à un profil toroïdal, etc. Cependant, il existe aujourd'hui des pneumatiques qui ne comportent à proprement parler pas de «nappes» ou de «tringles» d'après les définitions précédentes. Par exemple, le document EP 0 582 196 décrit des pneumatiques fabriqués sans l'aide de produits semi-finis sous forme de nappes. Par exemple, les fils des différentes structures de renfort sont appliqués directement sur les couches adjacentes de mélanges caoutchoutiques, le tout étant appliqué par couches successives sur un noyau toroïdal dont la forme permet d'obtenir directement un profil s'apparentant au profil final du pneumatique en cours de fabrication. Ainsi, dans ce cas, on ne retrouve plus de «semi-finis», ni de «nappes», ni de «tringle». Les produits de base tels les mélanges caoutchoutiques et les renforts sous forme de fils ou filaments, sont directement appliqués sur le noyau. Ce noyau étant de forme toroïdale, on n'a plus à former l'ébauche pour passer d'un profil plat à un profil sous forme de tore.
Par ailleurs, les pneumatiques décrits dans ce document ne disposent pas du "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle. Ce type d'ancrage est remplacé par un agencement dans lequel on dispose de façon adjacente à ladite structure de renfort de flanc des filaments circonférentiels, le tout étant noyé dans un mélange caoutchoutique d'ancrage ou de liaison.
Il existe également des procédés d'assemblage sur noyau toroïdal utilisant des produits semi-finis spécialement adaptés pour une pose rapide, efficace et simple sur un noyau central. Enfin, il est également possible d'utiliser un mixte comportant à la fois certains produits semi-finis pour réaliser certains aspects architecturaux (tels que des nappes, tringles, etc), tandis que d'autres sont réalisés à partir de l'application directe de mélanges et/ou de renforts sous forme de filaments.
Dans le présent document, afin de tenir compte des évolutions technologiques récentes tant dans le domaine de la fabrication que pour la conception de produits, les termes classiques tels que «nappes», «tringles», etc, sont avantageusement remplacés par des termes neutres ou indépendants du type de procédé utilisé. Ainsi, le terme «renfort de type carcasse» ou «renfort de flanc» est valable pour désigner les fils de renforts d'une nappe carcasse dans le procédé classique, et les fils correspondants, en général appliqués au niveau des flancs, d'un pneumatique produit selon un procédé sans semi-finis. Le terme «zone d'ancrage» pour sa part, peut désigner tout autant le "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle d'un procédé classique, que l'ensemble formé par les filaments circonférentiels, le. mélange caoutchoutique et les portions adjacentes de renfort de flanc d'une zone basse réalisée, avec un procédé avec application sur un noyau toroïdal.
Dans la présente description, le terme "fil" désigne en toute généralité aussi bien des monofilaments que des multifilaments ou des assemblages comme des câbles, des retors ou encore tout type d'assemblage équivalent, et ceci, quels que soient la matière et le traitement de ces fils. Il peut s'agir par exemple de traitements de surface, enrobage ou pré-encollage pour favoriser l'adhérence sur le caoutchouc. L'expression « fil unitaire » désigne un fil composé d'un seul élément, sans assemblage. Le terme « multifilaments » désigne au contraire un assemblage d'au moins deux éléments unitaires pour former un câble, un retors, etc.
D'autre part, on entend par structure radiale, un. agencement à 90 degrés, mais aussi, selon l'usage, à un angle proche de 90°.
On sait que, de façon traditionnelle, la ou les nappes de carcasse sont retournées autour d'une tringle. La tringle remplit alors une fonction d'ancrage de la carcasse. Ainsi, notamment, elle supporte la tension se développant dans les fils de carcasse par exemple sous l'effet de la pression de gonflage. L'agencement décrit dans le présent document permet d'assurer une fonction similaire d'ancrage. Il est également connu d'utiliser la tringle de type traditionnel pour assurer une fonction de serrage du bourrelet sur une jante. L'agencement décrit dans le présent document permet également d'assurer un rôle similaire de serrage.
Dans la présente description, on entend par gomme ou mélange de « liaison », le mélange caoutchoutique éventuellement en contact avec les fils de renforcement, adhérant à ceux-ci et susceptible de remplir les interstices entre fils adjacents.
On entend par "contact" entre un fil et une couche de gomme de liaison le fait qu'au moins une partie de la circonférence extérieure du fil est en contact intime avec le mélange caoutchoutique constituant de la gomme de liaison.
On désigne "flancs" les portions du pneumatique le plus souvent de faible rigidité de flexion situées entre le sommet et les bourrelets. On appelle "mélange flancs" les mélanges caoutchoutiques situés axialement extérieurement relativement aux fils de la structure de renforcement de la carcasse et à leur gomme de liaison. Ces mélanges ont habituellement un bas module d'élasticité.
On appelle "bourrelet" la portion du pneumatique adjacente radialement intérieurement au flanc. .
On entend par "module d'élasticité" d'un mélange caoutchoutique, un module d'extension sécant obtenu à une déformation d'extension uniaxiale de l'ordre de 10% à température ambiante.
La figure 1 illustre, en coupe transversale, un pneumatique 1 selon l'invention. Ce pneumatique comprend un premier flanc 5 adjacent à un premier bourrelet 3 correspondant de préférence au bourrelet intérieur. De façon similaire, la portion opposée du pneumatique comprend un second flanc 6 adjacent à un second bourrelet 4. Un sommet 7, sur lequel est prévue une bande de roulement 8, assure la jonction entre les flancs. Le sommet comporte de préférence au moins une ceinture de renfort.
Le pneumatique comporte une structure de renfort de type carcasse 2, pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut être agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet. Les portions d'extrémité de la structure de renfort 2 sont situées dans les bourrelets.
La structure de renfort 2 peut être réalisée par enroulement d'un seul fil faisant des aller-retours entre les deux bourrelets en formant dans chacun dés bourrelets des boucles. Ces boucles, enrobées dans le mélange caoutchoutique, contribuent à la liaison mécanique entre la structure de renfort 2 et le bourrelet, notamment les piles 13. Par la présence de boucles entre le parcours "aller" et le "retour" du fil, on voit que le renforcement est de type monofilament. Bien entendu, la carcasse pourrait ne pas être fabriquée de façon continue à partir d'un seul fil, et il pourrait ne pas y avoir de boucles, mais par exemple des extrémités coupées.
Le bourrelet comporte par ailleurs une structure filaire 30 sensiblement circonférentielle réparties dans deux zones : la première 31 de ces zones, radialement extérieure, consiste en une zone d'ancrage et comprend un arrangement de fils circonférentiels disposés de façon sensiblement adjacente à une portion de la structure de renfort et comprend au moins deux piles réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison (ou d'ancrage) étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort.
La seconde 32 de ces zones, sensiblement radialement intérieure à la première 31 , consiste en une zone de serrage et comprend un arrangement de fils circonférentiels disposés dans un mélange caoutchoutique.
Les fils de la zone de serrage ont de préférence une élasticité supérieure aux fils de la zone d'ancrage.
Dans la zone d'ancrage, au moins un fil 12 d'une des piles 13 est de préférence disposé à proximité immédiate d'une portion 21 de la structure de renfort 2. Les piles peuvent également être agencées de façon à ce qu'une portion 21 soit intercalée entre des piles 13.
Dans la zone d'ancrage, l'espace entre les fils 12 et la structure de renfort 2 est occupé par un mélange caoutchoutique de liaison 14. On peut également prévoir l'utilisation de plusieurs mélanges ayant des caractéristiques différentes, délimitant plusieurs zones, les combinaisons de mélanges et les agencements résultants étant quasi-illimités. Selon une variante avantageuse, on prévoit la présence d'un mélange de gomme à sensiblement haut module d'élasticité dans la zone d'intersection entre l'arrangement de fils 11 et la structure de renfort 2. A titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité d'une telle gomme peut atteindre 10 à 20 et même dépasser 40 Mpa.
Selon un mode de réalisation avantageux tel qu'illustré par exemple aux figures 3 et 4, les deux zones 31 et 32 sont radialement espacées l'une de l'autre et définissent un espacement 33 prévu entre les deux portions. Cet espacement procure une zone de séparation radiale entre les deux portions.
Selon un exemple de réalisation avantageux, le matériau de la zone de séparation comporte un module sensiblement faible par rapport à celui de la première zone.
Les arrangements de fils 11 peuvent être agencés et fabriqués différemment. Par exemple, une pile 13 peut avantageusement être constituée d'un seul fil 12, enroulé (sensiblement à zéro degrés) en spirale, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre.
De façon surprenante, il a été constaté que l'ancrage de la structure de renfort dans le bourrelet peut être réalisé par le type d'interface décrite, malgré le fait que dans le pneumatique à mobilité étendue selon l'invention, les forces induites au niveau du bourrelet diffèrent de celles d'un bourrelet de type classique. Par exemple, avec le pneumatique selon l'invention, une augmentation de pression occasionne une augmentation de la poussée radiale de la portion radialement extérieure du siège du bourrelet contre le siège de la jante.
Les figures 3 et 4 illustrent différents exemples d'agencements des autres zones du bourrelet. Radialement intérieurement à la zone d'ancrage, ou plus particulièrement dans la portion radialement interne du bourrelet, dans la zone du siège, une zone d'appui 50 est prévue. Cette zone agit en tant qu'interface entre le reste du bourrelet et le siège de la jante. D'importants efforts de type radial et axial sont donc transmis par cette zone. Un mélange caoutchouteux à haut module contribue au transfert de ces efforts en assurant un bon maintien du bourrelet contre la jante.
Entre ces deux premières zones, une zone intermédiaire 40 est avantageusement prévue, de façon à assurer une continuité mécanique. Les efforts peuvent ainsi être transmis de la zone d'ancrage 30 vers la zone d'appui 50, via la zone intermédiaire 40.
Les trois zones peuvent également être jointes, pour former un ensemble unifié tel qu'illustré par exemple à la figure 2.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 3, le bourrelet comporte également une zone de compensation 90, disposée sensiblement entre la zone de serrage et le siège du bourrelet, sensiblement alignée axialement avec la zone de serrage, ladite zone étant adaptée pour une mise en compression lors du montage du pneumatique sur une jante adaptée. Cette mise en compression contribue à assurer le serrage du pneumatique, en transmettant l'effort de serrage produit par la zone de serrage. Le mélange caoutchoutique de cette zone est sélectionné de façon à procurer une bonne résistance au fluage, afin d'assurer la pérennité des caractéristiques de serrage.
Le pneumatique selon l'invention est particulièrement adapté pour être utilisé sur une jante du type de celle décrite dans le document EP 0 673 324. Une telle jante comporte un siège et de préférence un rehaussement ou rebord situé axialement et radialement vers l'extérieur. La qualité du contact ou de l'appui du bourrelet sur le siège est particulièrement importante. Un des moyens selon l'invention utilisés pour l'améliorer consiste à optimiser le phénomène préalablement décrit de rotation de la zone basse du bourrelet.
Ce phénomène découle de la structure du bourrelet utilisé. La position axiale de la structure de renfort 2 par rapport au centre de poussée CP du bourrelet peut, dans une certaine mesure, influencer le moment M créé par une force de tension T induite dans la structure de renfort. Ce moment M agit sur l'effet de rotation de la zone basse du bourrelet.
Grâce au phénomène de rotation de la zone basse du bourrelet, ces derniers, notamment au niveau des sièges, appuient davantage sur la face d'appui correspondante des jantes, ce qui permet d'augmenter la cohésion au niveau de l'interface jante/pneumatique. Cet aspect est particulièrement important, par exemple lorsqu'un véhicule effectue des virages serrés ou encore des virages à haute vitesse. Ces caractéristiques contribuent donc à améliorer la sécurité de l'ensemble pneumatique/jante et donc du véhicule.
Pour faciliter la rotation ou permettre que celle-ci soit plus importante on prévoit sur le bourrelet une zone tampon entre la zone de mélange à haut module et le rebord de la jante.
Cette zone d'écrasement 17 est constituée d'un matériau plus souple que celui étant généralement situé dans la zone d'interface entre l'arrangement 11 de fils et la structure de renfort 2. Tel que décrit préalablement, sous l'effet combiné de la pression du pneumatique et d'une tension T agissant sur la structure 2, le moment M ainsi créé agit de façon à écraser la zone 17, favorisant de ce fait la rotation de la zone basse du bourrelet.
Les bases des piles (les fils radialement les plus près de l'axe de rotation du pneumatique) sont de préférence disposées radialement plus à l'extérieur que l'extrémité dudit rebord (portion axialement et radialement la plus à l'extérieur dudit rebord) tel qu'illustré par exemple à la figure 3. Les bases des piles sont avantageusement prévues de façon à être disposées radialement extérieurement par rapport au rebord de la jante 60 adaptée au pneumatique. Les opérations de montage/démontage sont alors facilitées. Ainsi, à la figure 3, on constate que (rayon des premiers fils) est supérieur à η (rayon du rebord ou crochet de jante). Ce rayon correspond à la distance depuis l'axe de rotation. Les différents exemples de réalisations décrites et/ou illustrées peuvent avantageusement être réalisées avec des dispositifs du type de ceux décrits dans le document EP 0 580 055.
Ainsi par exemple, il est très avantageux de confectionner le pneumatique sur un noyau central imposant la forme de sa cavité intérieure. On applique sur ce noyau, de préférence dans l'ordre requis par l'architecture finale, tous les constituants du pneumatique, qui sont disposés directement à leur place finale, selon un profil sensiblement final. Dans ce cas, un tel pneumatique peut être moulé et vulcanisé comme exposé dans le document US 4 895 692.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pneumatique pour roue de véhicule, comprenant:
-deux flancs espacés axialement l'un de l'autre, réunis à leurs portions radialement extérieures par une zone de sommet pourvue sur sa portion radialement extérieure d'une bande de roulement circonférentielle ;
-des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, chaque bourrelet comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec une jante adaptée ;
-une structure de renfort s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet ;
^au moins un desdits bourrelets comprenant :
- un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure ;
- une structure filaire sensiblement circonférentielle, répartie dans deux zones ;
- une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet, comprenant un arrangement de fils circonférentiels disposés de façon sensiblement adjacente à une portion de la structure de renfort et comprenant au moins deux piles réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort ;
- une zone de serrage, radialement intérieure à la zone d'ancrage, comprenant un arrangement de fils circonférentiels sensiblement élastiques répartis dans un mélange caoutchoutique.
2. Pneumatique pour roue de véhicule selon la revendication 1 , dans lequel les fils de l'arrangement de la zone de serrage comportent un module de Young inférieur à celui des fils de l'arrangement de la zone d'ancrage.
3. Pneumatique pour roue de véhicule selon la revendication 2, dans lequel lesdits fils sont de type multifilaments.
4. Pneumatique pour roue de véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les mélanges caoutchoutiques d'une part de la zone d'ancrage et d'autre part de la zone de serrage ont des compositions distinctes.
5. Pneumatique pour roue de véhicule selon la revendication 4, dans lequel le mélange caoutchoutique de la zone d'ancrage est adapté pour favoriser la reprise des efforts de tension de la structure de renfort.
6. Pneumatique pour roue de véhicule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un espace prévu entre la zone de serrage et la zone d'ancrage procure une zone de séparation radiale circonférentielle entre les deux portions.
7. Pneumatique pour roue de véhicule selon l'une des revendications précédentes, comportant également une zone de compensation, disposée sensiblement entre la zone de serrage et le siège du bourrelet, sensiblement alignée axialement avec la zone de serrage, ladite zone étant adaptée pour une mise en compression lors du montage du pneumatique sur une jante adaptée.
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