Pneumatique avec ancrage comportant un élément de renfort biélastique

[0001] L'invention concerne un pneumatique comportant au moins un élément de renfort biélastique circonférentiel étant constituée d'un tissu biélastique.

[0002] De façon classique, les pneumatiques sont sans cesse soumis à de nombreuses sollicitations mécaniques d'origines diverses, en fonction notamment du type de véhicule, du style de conduite du conducteur, du type d'itinéraire emprunté, de l'état général du réseau routier sur lequel le véhicule évolue, etc. Chacun de ces paramètres a un impact direct ou indirect sur le type et l'intensité des sollicitations et contraintes mécaniques que le pneumatique est amené à subir lors de son utilisation. En outre, la zone basse du pneumatique est particulièrement concernée par ces phénomènes puisque cette zone concentre une grande partie des contraintes, notamment du au fait de la présence du crochet de jante, qui, en étant en contact direct avec la zone basse du pneumatique, engendre une zone de concentration de contraintes.

[0003] En conséquence, l'objet de l'invention consiste en un pneumatique comprenant au moins une structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, ancrée de chaque côté du pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, ledit ancrage comportant un retournement de ladite structure de renfort de type carcasse autour d'une tringle de façon à former, le long d'une portion radialement intérieure de la tringle, une portion de retournement de la structure de renfort depuis un point axialement intérieur à la tringle vers un point axialement extérieur à celle-ci puis s'étendant radialement extérieurement depuis la base de ladite tringle, de façon à former une section retournée se terminant par une extrémité libre, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, ledit pneumatique comportant par ailleurs au moins un élément de renfort biélastique circonférentiel étant constituée d'un tissus

biélastique dans lequel ledit tissu utilisé est un tricot biélastique, soit un tissu à mailles dont les boucles formant les mailles sont susceptibles de se déplacer les unes par rapport aux autres dans le sens du tricotage et dans le sens perpendiculaire au tricotage, ledit au moins un élément de renfort biélastique étant agencé de façon à s'étendre (sensiblement parallèlement) le long de la zone d'extrémité de la section retournée de la structure de renfort de type carcasse (c'est-à-dire à une distance plus faible de la section retournée de la structure de renfort que de la portion axialement interne de la structure de renfort). Grâce à une telle mise en oeuvre de l'élément de renfort biélastique, les propriétés mécaniques du pneumatique telles que l'endurance et la résistance aux chocs sont améliorées. L'élément de renfort biélastique procure un effet d'absorption et de diffusion de l'énergie bénéfique à ces propriétés.

[0004] L'utilisation d'un élément de renfort biélastique améliore la résistance à la propagation des fissures. L'endurance et la durée de vie des produits peuvent ainsi être améliorée. Une telle architecture est particulièrement avantageuse pour les pneumatiques de type tourisme. En effet, ce type de pneumatique est susceptible d'être fortement sollicité dans certains types d'utilisation, tel qu'en virage à haute vitesse et/ou dans certains types d'environnement hostiles. La zone basse est alors sujette à de fortes contraintes. La présente invention permet de diminuer les effets néfastes de telles contraintes.

[0005] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, au moins un renfort biélastique est disposé axialement extérieurement par rapport à la section retournée de structure de renfort de type carcasse.

[0006] Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, au moins un renfort biélastique est disposé axialement intérieurement par rapport à la section retournée de structure de renfort de type carcasse. Le renfort est de préférence disposé plus près de la section retournée que de la portion axialement interne de la structure de renfort de type carcasse.

[0007] Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le renfort biélastique comporte d'une part une portion disposée axialement intérieurement par rapport à la section retournée de structure de renfort de type carcasse, et d'autre part une portion se prolongeant radialement extérieurement au-delà de l'extrémité de la section retournée de la structure de renfort de type carcasse. De préférence, ladite portion se prolongeant radialement extérieurement au-delà de l'extrémité de la section retournée de la structure de renfort de type carcasse se prolonge axialement extérieurement par rapport à la section retournée de la structure de renfort de type carcasse.

[0008] Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit élément de renfort biélastique comporte une première portion, sensiblement radiale, disposée axialement extérieurement par rapport à la section retournée de la structure de renfort de type carcasse, une seconde portion, sensiblement radiale, disposée axialement intérieurement par rapport à la section retournée de la structure de renfort de type carcasse, une troisième portion, curviligne, reliant l'une à l'autre les deux premières portions en passant radialement extérieurement par rapport à l'extrémité de la section retournée de la structure de renfort de type carcasse, ces différentes portions formant un crochet en forme de U inversé entourant au moins une extrémité d'une section retournée.

[0009] Selon une première variante de ce mode de réalisation, la section retournée de la structure de renfort de type carcasse se subdivise en au moins deux séries d'extrémités filaires axialement espacées et disposées circonférentiellement en alternance, et ledit crochet entoure individuellement chaque série d'extrémités ; selon une seconde variante de ce mode de réalisation, la section retournée de la structure de renfort de type carcasse se subdivise en au moins deux séries d'extrémités filaires axialement espacées et disposées circonférentiellement en alternance, et ledit crochet entoure conjointement les deux séries d'extrémités.

[0010] Selon un autre mode de réalisation avantageux, le pneumatique comporte deux structures de renfort, comportant chacune une portion retournée, chacune étant pourvue d'une extrémité, ledit élément de renfort biélastique coopérant avec au moins l'une de ces deux extrémités. Selon divers modes de réalisation avantageux, l'élément de renfort biélastique forme un crochet en forme de U inversé entourant soit une seule extrémité, soit simultanément les deux extrémités.

[0011] Selon encore un autre mode de réalisation avantageux, le pneumatique comporte une languette circonférentielle pourvue d'éléments de renforts filaires, juxtaposée à au moins une portion d'une extrémité, ledit élément de renfort biélastique coopérant avec ladite languette. Selon un mode de réalisation avantageux, l'élément de renfort biélastique forme un crochet en forme de U inversé entourant l'extrémité de ladite languette. Selon une variante de réalisation, l'élément de renfort biélastique forme un crochet en forme de U inversé entourant à la fois l'extrémité de ladite languette et l'extrémité d'une section retournée.

[0012] De manière avantageuse, le tissu biélastique présente au moins l'une et de préférence l'ensemble des caractéristiques suivantes :

-un taux d'allongement élastique d'au moins 8%,

-une taille de maille inférieure ou égale à 150 mailles par décimètres, et de préférence 200 mailles par décimètres.

[0013] Ledit tissu comprend de préférence au moins un matériau choisi parmi les polyamides, les polyesters, la rayonne, le coton, la laine, l'aramide, la soie, le lin.

[0014] De manière avantageuse, tissu comprend une certaine proportion de fils élastiques.

[0015] Egalement de manière avantageuse, le tissu ou tricot présente une épaisseur pouvant se situer entre 0,2 mm et 2 mm, et de préférence entre 0,4 et 1 ,2 mm.

[0016] Le tissu ou tricot présente une masse surfacique de préférence généralement située entre 70 et 700 g/m2, et de préférence entre 140 et 410 g/m2.

[0017] Selon un autre mode de réalisation avantageux, le tricot biélastique est composée d'au moins un polymère choisi parmi les polymères thermodurcissable, les polymères thermoplastiques.

[0018] De manière avantageuse, le tissu utilisé est un tricot biélastique, c'est-à- dire un tissu à mailles dont les boucles formant les mailles sont susceptibles de se déplacer les unes par rapport aux autres dans le sens du tricotage et dans le sens perpendiculaire au tricotage. Par biélastique, on entend que le matériau en question possède des propriétés le rendant élastique dans au moins deux directions sensiblement perpendiculaires, et de préférence dans toutes les directions.

[0019] L'utilisation de fibres élastomériques pour réaliser ce tissus ou tricot n'est donc pas indispensable. On peut éventuellement en prévoir en faible proportion pour favoriser la mise en œuvre et faciliter le retour élastique.

[0020] Si toutefois on ne souhaite qu'un découplage mécanique, l'utilisation d'une matrice élastomérique peut permettre d'amplifier la capacité de découplage.

[0021] Le terme de tissus biélastique recouvre également des structures qui ont la possibilité de se déformer élastiquement de manière réversible mais qui ne sont pas forcément obtenues par tricotage. Il peut s'agir en particulier de structures obtenues au crochet ou des assemblages sous forme de bouclettes ou des aiguilletés.

[0022] L'entrelacement des boucles forme un réseau déformable de manière élastique dans deux directions sensiblement perpendiculaires. Dans le cas avantageux où on utilise un tricot biélastique, la capacité de déformation de ce tricot biélastique selon l'invention résulte en particulier de la structure en tricot, les fibres constituant le tricot glissant les unes par rapport aux autres dans le réseau maillé. De manière générale, le taux d'allongement élastique du tricot biélastique selon l'invention est d'au moins 10% dans au moins une des deux directions d'allongement. Il est avantageusement de 50% ou plus, voire plus particulièrement de 100% ou plus. Ces propriétés s'entendent avant la mise en œuvre du tricot dans le pneumatique selon l'invention.

[0023] Le sens de pose du tricot biélastique sur les zones à protéger est avantageusement tel que la direction du tricot ayant le taux d'allongement le plus important est parallèle à la direction de la contrainte la plus élevée agissant sur ladite zone.

[0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un exemple de réalisation d'un pneumatique conforme à l'invention, en référence aux figures en annexe, dans lesquelles :

[0025] -la figure 1 représente une coupe transversale d'une moitié d'un pneumatique, avec un flanc et une portion du sommet, avec un premier exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0026] -la figure 2 représente la zone basse d'un pneumatique selon l'invention, avec un second exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0027] -la figure 3 représente une coupe similaire à celle de la figure 2, avec un troisième exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0028] -la figure 4 représente une coupe similaire à celle de la figure 1 , avec un quatrième exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0029] -la figure 5 représente une coupe similaire à celle de la figure 2, avec un cinquième exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[003O]-Ia figure 6 représente une coupe similaire à celle de la figure 2, avec un sixième exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0031]-la figure 7 représente une coupe similaire à celle de la figure 1 , avec un septième exemple de positionnement d'un élément de renfort biélastique ;

[0032]-les figures 8, 9 et 10 illustrent des variantes de réalisation avec différentes formes de languettes disposées en zone basse, près de la zone d'ancrage ;

[0033]-les figures 11 et 12 représentent des variantes de réalisation avec deux structures de renfort de type carcasse.

[0034] On entend par « axiale » une direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique ; cette direction peut être « axialement intérieure » lorsqu'elle est dirigée vers l'intérieur du pneumatique et « axialement extérieure » lorsqu'elle est dirigée vers l'extérieur du pneumatique.

[0035] Le terme « structure de renfort de sommet » est utilisé dans le texte. De manière usuelle, cet élément est souvent désigné par le terme « armature de sommet ».

[0036] La figure 1 représente de manière schématique une demie coupe radiale d'un pneumatique 1 à armature de carcasse. Ce pneumatique 1 comporte un sommet 2, des flancs 3, des bourrelets 4, une structure de renfort de type carcasse 6 s'étendant de préférence d'un bourrelet à l'autre. Le sommet 2 est surmonté d'une bande de roulement 5. Les structures de renfort 6 sont ancrées dans le bourrelet de façon classique, par enroulement autour d'une tringle 15. Un tel type d'ancrage comporte un retournement de ladite structure de renfort de type carcasse 6 autour d'une tringle 15 de façon à former, le long d'une portion radialement intérieure de la tringle, une portion de retournement 7 de la structure de renfort depuis un point axialement intérieur à la tringle vers un point axialement extérieur à celle-ci puis s'étendant radialement extérieurement depuis la base de ladite tringle de façon à former une section retournée 8 se terminant par une extrémité libre 13.

[0037] Au moins un élément de renfort biélastique 10 est disposé à proximité de la section retournée 8, préférablement à proximité de la zone de l'extrémité 13. A la figure 1 , l'élément 10 est positionné axialement extérieurement à la section retournée 8, avec un alignement radial de sorte que l'extrémité 13 de cette portion 8 soit localisée sensiblement entre les deux extrémités de l'élément 10. Selon cet exemple de la figure 1 , au moins une des extrémités de l'élément 10 se trouve à une distance D radiale d'au moins 5 mm de l'extrémité 13.

[0038] A la figure 2, l'élément 10 est positionné de façon similaire à l'exemple de la figure 1. Un second élément 20, est disposé axialement intérieurement par rapport à la section retournée 8, avec un alignement radial de sorte que l'extrémité 13 soit localisée sensiblement entre les deux extrémités de l'élément 20. Selon cet exemple de la figure 2, au moins une des extrémités de l'élément 20 se trouve à une distance D radiale d'au moins 5 mm de l'extrémité 13. L'extrémité radialement externe de l'élément 20 peut être localisée axialement extérieurement par rapport à l'extrémité 13.

[0039] Dans l'exemple de la figure 3, l'élément 10 comporte une première portion 30, disposée axialement intérieurement par rapport à la section retournée 8. L'élément 10 comporte également une seconde portion 31 , se prolongeant radialement extérieurement au-delà de l'extrémité 13 de la section retournée 8. Cette portion 31 se prolonge axialement extérieurement par rapport à ladite extrémité 13.

[0040] Dans les exemples des figures 4 à 6, l'élément de renfort biélastique forme un crochet en forme de U inversé, entourant au moins partiellement au moins une extrémité 13, 131 , 132, d'une section retournée 8. Ainsi, à la figure 4, ledit élément de renfort biélastique comporte une première portion 40, sensiblement radiale, disposée axialement extérieurement par rapport à l'extrémité 13, une seconde portion 60, sensiblement radiale, disposée axialement intérieurement par rapport à l'extrémité 13, et une troisième portion 50, curviligne ou en forme d'arc de cercle, reliant l'une à l'autre les deux premières portions 40 et 60 en passant radialement extérieurement par rapport à l'extrémité 13.

[0041]Aux figures 5 et 6, la section retournée 8 de la structure de renfort de type carcasse se subdivise en au moins deux séries d'extrémités filaires 131 , 132, axialement espacées et disposées circonférentiellement en alternance : dans l'exemple de la figure 5, ledit crochet entoure individuellement chaque série d'extrémités 131 et 132 ; dans l'exemple de la figure 6, ledit crochet entoure conjointement les deux séries d'extrémités 131 et 132.

[0042] De façon similaire à l'exemple de la figure 4, la figure 7, présente un exemple dans lequel ledit élément de renfort biélastique forme également un crochet en forme de U inversé. Par contre, dans cette exemple, le crochet entoure au moins partiellement au moins une extrémité d'un raidisseur 70. Un tel raidisseur comporte par exemple une série de fils métalliques ou textiles, et est destiné à procurer une rigidité relativement importante à la zone basse du pneumatique.

[0043] Dans les exemples de réalisation des figures 11 et 12, le pneumatique comporte deux structures de renfort 6 et 61 comportant chacune une portion retournée 8 et 81 , chacune étant pourvue d'une extrémité 13 et 133, ledit élément de renfort biélastique 10 coopérant avec au moins l'une de ces deux extrémités. Dans l'exemple de la figure 11 , un élément de renfort biélastique est prévu pour chaque extrémité de structure de renfort. Dans cet exemple, les éléments de renfort sont disposés en forme de U inversé s'emboîtant sur l'extrémité. Selon l'invention, une multiplicité d'autres formes peuvent être utilisées pour l'agencement des éléments de renfort.

[0044] Dans l'exemple de la figure 12, un seul élément de renfort biélastique est prévu pour coopérer simultanément avec les deux extrémités de structure de renfort. Dans cet exemple, l'élément de renfort est disposé en forme de U inversé s'emboîtant sur les extrémités. Selon l'invention, une multiplicité d'autres formes peuvent être utilisées pour l'agencement de l'élément de renfort.

[0045] Dans les exemples de réalisation des figures 8, 9 et 10, le pneumatique comporte une languette circonférentielle 100 de type connu, pourvue

d'éléments de renforts filaires, juxtaposée à au moins une portion d'une extrémité 13, ledit élément de renfort biélastique 10 coopérant avec ladite languette. Dans l'exemple de la figure 8, un élément de renfort biélastique est prévu pour chaque extrémité, soit celle de la languette et celle de la structure de renfort. Dans cet exemple, les éléments de renfort sont disposés en forme de U inversé s'emboîtant sur chaque extrémité. Selon l'invention, une multiplicité d'autres formes peuvent être utilisées pour l'agencement des éléments de renfort.

[0046] Dans l'exemple de la figure 9, un seul élément de renfort biélastique est prévu pour coopérer simultanément avec les deux extrémités, soit celle de la languette et celle de la structure de renfort. Dans cet exemple, l'élément de renfort est disposé en forme de U inversé s'emboîtant sur les extrémités. Selon l'invention, une multiplicité d'autres formes peuvent être utilisées pour l'agencement de l'élément de renfort. La figure 10 présente une variante de réalisation avec une languette se prolongeant de manière connue sous la tringle vers le côté axialement intérieur de la zone basse. Les extrémités de languette et de la structure de renfort peuvent être protégées de façon similaires aux exemples des figures 8 et 9.

[0047] L'élément de renfort 10 est avantageusement constitué d'un tricot élastique de faible densité apparente et très déformable. Ceci permet une élasticité par glissement des fils et déformation des mailles. Il permet dans une certaine mesure un découplage mécanique entre les différents composants architecturaux entre lesquelles il s'interpose. Par ailleurs, l'avantage d'un tricot élastique est clairement d'avoir suffisamment de souplesse de structure pour suivre les déformations du pneumatique. On pourra ainsi choisir différentes natures de matériau pour former ce tricot élastique : son épaisseur, son taux de vide et sa densité sont directement liés à ce choix et à la structure du tricot (diamètre du fil, nombre de mailles au dm et serrage).

[0048] Le tissu biélastique présente au moins l'une et de préférence l'ensemble des caractéristiques suivantes :

-un taux d'allongement élastique d'au moins 8%,

-une taille de maille inférieure ou égale à 150 mailles par décimètres, et de préférence 200 mailles par décimètres.

[0049] Par exemple, des essais effectués avec un tricot comportant 240 mailles par décimètre d'un côté, et 235 mailles par décimètre de l'autre côté, ont permis l'obtention de résultats fort intéressants, notamment en terme de résistance à la fissuration.

[0050] De manière générale, le tricot biélastique selon l'invention est constitué de fibres synthétiques, de fibres naturelles ou d'un mélange de ces fibres. A titre de fibres synthétiques, le tricot biélastique selon l'invention peut comprendre au moins un type de fibres choisi parmi le polyamide 6, le polyamide 6,6 (nylon), les polyesters, etc.

[0051] Ainsi, de manière avantageuse, ledit tissu comprend au moins un matériau choisi parmi les polyamides, les polyesters, la rayonne, le coton, la laine, l'aramide, la soie, le lin.

[0052] Selon une variante de réalisation avantageuse, une certaine proportion de fils élastiques tels qu'en polyuréthane, latex, caoutchouc naturel ou synthétique peut s'avérer utile afin d'assurer le rappel élastique, ce qui permet de faciliter la mise en œuvre du tissu. Ainsi, à titre de tricot biélastique selon l'invention, on peut citer le tricot commercialisé par Milliken sous la référence 2700 composé de 82% de fibre de polyamide 6 et de 18% de polyuréthane de 44 dTex.

[0053] Le tissu ou tricot biélastique selon l'invention présente une épaisseur pouvant se situer entre 0,2 mm et 2 mm, et de préférence entre 0,4 et 1 ,2 mm.

[0054] Sa masse surfacique est généralement située entre 70 et 700 g/m2, et de préférence entre 140 et 410 g/m2.

[0055] Selon une variante de réalisation, le tricot biélastique est composée d'au moins un polymère choisi parmi les polymères thermodurcissable, les polymères thermoplastiques.

[0056] De manière préférentielle, le tricot élastique pourra présenter une masse volumique d'au moins 0,02 g/cm3, mesurée de manière classique, cette masse volumique pouvant aller jusqu'à 0,50 g/cm3.

[0057] Une autre caractéristique du tricot élastique utilisable dans le cadre de l'invention est son taux de vide. De manière générale selon l'invention, Ie taux de vide sera avantageusement d'au moins 40 % pour que le tricot soit suffisamment compressible. Ce taux de vide peut-être calculé en comparant la masse volumique du tricot avec celle du matériau compact constituant sa matrice, mesurée par tout moyen classique.

[0058] Parmi les matériaux non élastomériques pouvant constituer la matrice de ces tricots, on peut citer :

-les fibres textiles naturelles, comme le coton, la laine, le lin, le chanvre, la soie, etc.

-les fibres textiles artificielles comme la rayonne;

-des fibres textiles synthétiques par exemple en polyesters, polyamides, aramides, polychlorure de vinyle, polyoléfines etc.

-des fibres minérales par exemple en verre, silice, ou laine de roche.

[0059] Parmi les matériaux élastomériques, on peut citer le caoutchouc naturel, le polybutadiène, le SBR, le polyuréthane, etc.