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Title:
TYRE WITH OPTIMISED LATERAL STIFFNESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/094583
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a tyre comprising at least a carcass-type reinforcing structure (10), which extends circumferentially from the bead (10) to the sidewall (6), and a reinforcing crown ply. Moreover, each of the beads comprises a main anchoring area which is used to support the reinforcing structure and which consists of numerous circumferential bead wires (21). Said wires co-operate with the adjacent portion of the reinforcing structure by means of a rubber anchoring compound (60). Said tyre also comprises at least one secondary anchoring area (30) which is disposed radially and externally in relation to the main anchoring area and which comprises numerous circumferential bead wires (31). Said wires co-operate with the adjacent portion of the reinforcing structure by means of a rubber anchoring compound. The different forms of stiffness are separated owing to the architecture. In this way, the transverse stiffness can be increased while the radial stiffness remains more or less unchanged.

Inventors:
AUXERRE PASCAL (FR)
Application Number:
PCT/EP2002/005478
Publication Date:
November 28, 2002
Filing Date:
May 17, 2002
Export Citation:
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Assignee:
MICHELIN SOC TECH (FR)
MICHELIN RECH TECH (CH)
AUXERRE PASCAL (FR)
International Classes:
B60C9/09; B60C13/00; B60C15/00; B60C15/024; B60C15/06; (IPC1-7): B60C15/00; B60C9/09; B60C13/00; B60C15/024; B60C15/06
Domestic Patent References:
WO2000026043A12000-05-11
WO2001036219A12001-05-25
Foreign References:
US5660656A1997-08-26
FR2055988A51971-05-14
Attorney, Agent or Firm:
Dequire, Philippe (SGD/LG/PI-F35-Ladoux, Clermont-Ferrand Cedex 09, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à tre montée sur un siège de jante, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, chacun des bourrelets comportant par ailleurs une zone d'ancrage principale permettant le maintien de la structure de renfort et comprenant une pluralité d'enroulements filaires circonférentiels coopérant avec la portion adjacente de structure de renfort par l'intermédiaire d'un mélange caoutchoutique d'ancrage, ledit pneumatique comportant également au moins une zone d'ancrage secondaire disposée radialement extérieurement à ladite zone d'ancrage principale et comprenant une pluralité d'enroulements filaires circonférentiels coopérant avec la portion adjacente de structure de renfort par l'intermédiaire d'un mélange caoutchoutique d'ancrage.
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel le mélange caoutchoutique de la zone d'ancrage secondaire est similaire à celui de la zone d'ancrage principale.
3. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la zone d'ancrage secondaire et la zone d'ancrage primaire sont sensiblement juxtaposées radialement.
4. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une des zones d'ancrage comporte est généralement constituée d'un mélange caoutchoutique de haut module d'élasticité.
5. Pneumatique selon la revendication 4, dans lequel ledit mélange est prévu d'un seul côté des alignements filaires.
6. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mélange caoutchoutique d'ancrage s'étend le long de la structure de renfort depuis la zone d'ancrage primaire jusqu'à la zone d'ancrage secondaire.
7. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les alignements filaires de la zone secondaire sont de nature similaire à ceux de la zone primaire.
8. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone secondaire comporte plusieurs type de fils.
9. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, comportant un protège jante pourvu d'un bec caoutchoutique s'étendant axialement extérieurement par rapport au flanc, au moins une portion de ladite zone d'ancrage secondaire étant sensiblement alignée radialement avec ledit protège jante.
Description:
PNEUMATIQUE AVEC RIGIDITE LATERALE OPTIMISE La présente invention concerne les pneumatiques. Plus particulièrement, elle concerne un pneumatique comportant des enroulements filaires dans les flancs.

Le renforcement de carcasse des pneumatiques est à l'heure actuelle constitué par une ou plusieurs nappes, le plus souvent radiales, retournées autour d'une ou de plusieurs tringles disposées dans les bourrelets. Les bourrelets constituent le moyen permettant de fixer le pneumatique sur la jante. La rigidité du bourrelet ainsi constitué est très grande. La portion retournée de la carcasse, le plus souvent retournée axialement et radialement vers l'extérieur, procure un effet de protection contre les chocs et sollicitations externes les plus diverses que le pneumatique est susceptible de subir en utilisation courante. Toutefois, la hauteur, ou distance radiale, de ce retournement est limitée, ce qui limite la protection à une zone restreinte.

Par ailleurs, il existe aujourd'hui des pneumatiques qui ne disposent pas du traditionnel retournement de nappe carcasse autour d'une tringle, ni mme d'une tringle, selon le sens traditionnel de cet élément. Par exemple, le document EP 0 582 196, décrit une façon d'agencer une structure de renfort de type carcasse dans les bourrelets, en disposant de façon adjacente à ladite structure de renfort des filaments circonférentiels, le tout étant noyé dans un mélange caoutchoutique d'ancrage ou de liaison, de préférence à haut module d'élasticité. Plusieurs agencements sont proposés dans ce document.

Dans un cas comme dans l'autre, il a été constaté qu'il est encore souhaitable d'optimiser certaines propriété mécaniques, notamment des flancs, en particulier pour certains types de produits souvent sollicités aux limites ultimes de leurs performances. C'est le cas notamment des pneumatiques de type sport ou super- sport.

Ainsi, l'invention prévoit un pneumatique comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté du pneumatique dans un

bourrelet dont la base est destinée à tre montée sur un siège de jante, chaque bourrelet se prolongeant radialement vers l'extérieur par un flanc, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, chacun des bourrelets comportant par ailleurs une zone d'ancrage principale permettant le maintien de la structure de renfort et comprenant une pluralité d'enroulements filaires circonférentiels coopérant avec la portion adjacente de structure de renfort par l'intermédiaire d'un mélange caoutchoutique d'ancrage, ledit pneumatique comportant également au moins une zone d'ancrage secondaire disposée radialement extérieurement à ladite zone d'ancrage principale et comprenant une pluralité d'enroulements filaires circonférentiels coopérant avec la portion adjacente de structure de renfort par l'intermédiaire d'un mélange caoutchoutique d'ancrage.

Une telle architecture contribue à la séparation des rigidités. On peut donc, de la sorte, augmenter la rigidité transversale tout en conservant la rigidité radiale sensiblement inchangée.

Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le mélange caoutchoutique de la zone d'ancrage secondaire est similaire à celui de la zone d'ancrage principale. La conception et la fabrication du pneumatique sont ainsi simplifiés. On obtient également une homogénéité de certaines propriétés.

Selon un exemple avantageux, au moins une des zones d'ancrage comporte ou est généralement constituée d'un mélange caoutchoutique de haut module d'élasticité. Ce mélange peut par exemple tre prévu d'un seul côté des alignements filaires. Un module élevé contribue à assurer un ancrage optimal. A titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité d'un tel mélange peut atteindre ou mme dépasser 15 Mpa, et mme dans certains cas atteindre, voire dépasser 40 Mpa.

Selon un autre exemple avantageux, le mélange caoutchoutique d'ancrage s'étend le long de la structure de renfort depuis la zone d'ancrage primaire jusqu'à la zone d'ancrage secondaire.

Les alignements filaires de la zone secondaire sont avantageusement de nature similaire à ceux de la zone primaire.

Selon une variante avantageuse, la zone secondaire comporte plusieurs type de fils. II peut s'agir de fils de nature métallique, textile ou de type hybride.

Selon un exemple de réalisation avantageux, le pneumatique comporte un protège jante pourvu d'un bec caoutchoutique s'étendant axialement extérieurement par rapport au flanc, au moins une portion de ladite zone d'ancrage secondaire étant sensiblement alignée radialement avec ledit protège jante. Comme son nom l'indique, le protège jante confère un point d'appui s'étendant axialement au-delà de la jante : en cas de choc ou de frottement contre un élément agresseur tel par exemple un trottoir, le protège jante évite le contact avec la jante. On préfère dans ce cas une légère détérioration du protège jante, telle une griffure ou éraflure, en général peu visible, et surtout sans aucune incidence sur la pérennité du pneumatique, à une détérioration de la jante qui serait souvent plus facilement visible. Par ailleurs, la présence de la zone d'ancrage secondaire contribue à rigidifier le protège jante, à augmenter sa robustesse et sa durabilité.

Un alignement peut comprendre un seul ou plusieurs fils. Les alignements de fils peuvent également tre agencés et fabriqués de plusieurs façons. Par exemple, un alignement peut avantageusement tre constitué d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale sur plusieurs tours, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. II peut également tre constitué de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre, de façon à ce que l'on superpose des anneaux de diamètres progressivement croissants. II n'est pas nécessaire d'ajouter un mélange de caoutchouc pour assurer l'imprégnation du fil

ou des enroulements circonférentiels de fil. Les fils peuvent aussi tre discontinus le long du parcours circonférentiel.

Selon un autre exemple avantageux, certains fils sont de type sensiblement élastique. Les fils élastiques sont disposés de préférence dans la portion radialement externe du moyen de liaison mécanique. Ce type de fil procure un comportement adapté aux éventuelles zones de compression qui sont susceptibles de se former en fonctionnement, par exemple lorsque le flanc est repoussé vers l'intérieur.

Grâce à l'utilisation de différents types de fils, avec différentes propriétés ou différents matériaux, chacun à un endroit bien spécifique, on peut optimiser les caractéristiques de la zone renforcée.

Une partie ou la totalité des fils de l'alignement est avantageusement non métallique, et de préférence de type textile, tels des fils à base d'aramide, de polyester aromatique, ou encore d'autres types de fils à modules moins élevés tels des fils à base de PET, nylon, rayonne, etc. Ces fils ont avantageusement un module élastique plus faible que celui des fils métalliques de la zone d'ancrage.

De manière avantageuse, les alignements de fils sont disposés de façon à tre en contact avec au moins un mélange de gomme à haut module.

Dans un exemple avantageux, les alignements sont entourés d'un premier côté par un premier mélange et de l'autre côté par un second mélange.

Selon un autre exemple avantageux, les alignements sont disposés d'un seul côté du pneumatique. II s'agit alors de préférence du côté extérieur, prévu pour tre monté vers l'extérieur du véhicule. La structure reste simple et donc moins coûteuse qu'avec des alignements des deux côtés, tout en procurant une protection efficace pour le côté le plus sollicité.

Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 8 où : la figure 1 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une première forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 2 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une variante de la forme d'exécution de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une seconde forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 4 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une variante de l'exemple de la figure 3 ; la figure 5 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une troisième forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 6 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une quatrième forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 7 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une variante de la forme d'exécution de la figure 6 ; la figure 8 est une coupe radiale montrant essentiellement un flanc et un bourrelet d'une cinquième forme d'exécution d'un pneumatique selon l'invention ; Pour rappel,"radialement vers le haut", ou"radialement supérieur"ou "radialement extérieurement"signifie vers les plus grands rayons.

Dans le présent mémoire, le terme"fil"désigne en toute généralité aussi bien des monofilaments que des multifilaments, ou des assemblages comme des câbles, des retors ou bien encore n'importe quel type d'assemblage équivalent, et ceci,

quels que soit la matière et le traitement de ces fils, par exemple traitement de surface ou enrobage ou préencollage pour favoriser l'adhérence sur le caoutchouc.

Une structure de renfort ou de renforcement de type carcasse sera dite radiale lorsque ses fils sont disposés à 90°, mais aussi, selon la terminologie en usage, à un angle proche de 90°.

Par caractéristiques du fil, on entend par exemple ses dimensions, sa composition, ses caractéristiques et propriétés mécaniques (notamment le module), ses caractéristiques et propriétés chimiques, etc.

La figure 1 illustre la zone basse, notamment le bourrelet 1 d'une première forme d'exécution du pneumatique selon l'invention. Le bourrelet 1 comporte une portion axialement externe 2 prévue et conformée de façon à tre placée contre le rebord d'une jante. La portion supérieure, ou radialement externe de la portion 2 forme une portion adaptée 5 au crochet de jante. Cette portion est souvent incurvée axialement vers l'extérieur, tel qu'illustré aux figures 1 et 2. La portion 2 se termine radialement et axialement vers l'intérieur par un siège de bourrelet 4, adapté pour tre disposé contre un siège de jante. Le bourrelet comporte également une portion axialement interne 3, s'étendant sensiblement radialement depuis le siège 4 vers le flanc 6.

Le pneumatique comporte également une structure de renfort 10 ou de renforcement de type carcasse pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut tre agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet du pneumatique, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet.

Afin de positionner les fils de renforcement de façon aussi précise que possible, il est très avantageux de confectionner le pneumatique sur support rigide, par exemple un noyau rigide imposant la forme de sa cavité intérieure. On applique

sur ce noyau, dans l'ordre requis par l'architecture finale, tous les constituants du pneumatique, qui sont disposés directement à leur place finale, sans que le profil du pneumatique doive tre modifié lors de la confection.

Des fils circonférentiels 21 agencés de préférence sous forme de piles 22, forment un agencement de fils d'ancrage, prévu dans chacun des bourrelets. Ces fils sont de préférence métalliques, et éventuellement laitonnés. Dans chaque pile, les fils sont avantageusement sensiblement concentriques et superposés.

Afin d'assurer un parfait ancrage de la structure de renfort, on réalise un bourrelet composite stratifié. A l'intérieur du bourrelet. 1, entre les alignements de fil de la structure de renfort, on dispose les fils 21 orientés circonférentiellement. Ceux-ci sont disposés en une pile 22 comme sur les figures, ou en plusieurs piles adjacentes, ou en paquets, ou en toute disposition judicieuse, selon le type de pneumatique et/ou les caractéristiques recherchées.

Les portions d'extrémité radialement internes de la structure de renfort 10 coopèrent avec les enroulements filaires. II se crée ainsi un ancrage de ces portions dans lesdits bourrelets. Afin de favoriser cet ancrage, l'espace entre les fils circonférentiels et la structure de renfort est occupé par un mélange caoutchoutique 60 de liaison ou d'ancrage. 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. II est toutefois avantageux de prévoir la présence d'un mélange à haut module d'élasticité dans la zone d'intersection entre l'arrangement de fils et la structure de renfort, formant ainsi une zone d'ancrage principale 20. A titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité d'un tel mélange peut atteindre ou mme dépasser 15 Mpa, et mme dans certains cas atteindre, voire dépasser 40 Mpa.

Les arrangements de fils peuvent tre agencés et fabriqués de plusieurs façons.

Par exemple, une pile peut avantageusement tre constituée d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale sur plusieurs tours, de préférence depuis

le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également tre constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre, de façon à ce que l'on superpose des anneaux de diamètre progressivement croissant. II n'est pas nécessaire d'ajouter un mélange de caoutchouc pour assurer l'imprégnation du fil de renfort, ou des enroulements circonférentiels de fil.

Dans l'exemple de la figure 1, de chaque côté de la structure de renfort, le bourrelet comprend un agencement de fils d'ancrage constitué de piles de fils juxtaposées et disposées de part et d'autre de la structure de renfort 10. Elles sont avantageusement disposées à proximité immédiate de la structure de renfort.

La structure illustrée à la figure 1 est particulièrement simplifiée et simple à réaliser. Certains efforts de la structure de renfort sont transmis aux enroulements à zéro degré par l'intermédiaire du mélange 60.

Une zone 25 de mélange protecteur, dont le module d'élasticité est inférieur à celui du mélange de la zone d'ancrage, est avantageusement prévu le long du contour externe du bourrelet, par exemple afin de favoriser le contact avec la jante et protéger la zone d'ancrage.

Le pneumatique comporte en plus une zone d'ancrage secondaire 30. Dans les différents exemples illustrés aux figures, la zone d'ancrage secondaire prend la forme d'un ou plusieurs alignements filaires ou alignements de fils de renfort 31.

Plus particulièrement, à la figure 1, l'agencement de fils 31 est disposé dans la portion axialement externe 2 du bourrelet, le long de la structure de renfort 10.

L'agencement peut avantageusement tre constitué d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre.

Une pile peut également tre constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre. L'agencement 30 de fils 31 peut se prolonger sensiblement radialement le long du flanc ou d'une portion de celui-ci.

Le nombre d'enroulements, l'écartement radial, et la position radiale de l'agencement peuvent varier selon une infinité de possibilités. Ces caractéristiques sont définies en fonction des qualités recherchées au niveau du pneumatique, telles la rigidité, la résistance à l'usure, l'endurance, etc. Par exemple, l'agencement 30 de fils 31 s'étend sensiblement radialement depuis la base de la structure de renfort 10.

Les fils sont préférentiellement métalliques. Diverses variantes prévoient avantageusement des fils de nature textile, comme par exemple en aramide, nylon, PET, PEN, ou hybride.

II a été constaté que l'utilisation de mélange caoutchoutique à sensiblement haut module d'élasticité contribue à augmenter à la fois la rigidité transversale et la rigidité radiale. Ceci va à l'encontre du résultat recherché car le confort est alors directement affecté. Selon l'invention, l'utilisation d'alignements ou enroulements filaires en coopération avec un mélange caoutchoutique d'ancrage, de préférence à haut module, et de manière préférentielle, en coopération également avec une portion voisine ou adjacente de structure de renfort, contribue à la séparation des rigidités. On peut donc, de la sorte, optimiser la rigidité transversale sans modifier de façon significative la rigidité radiale.

La figure 2 illustre une variante de la forme d'exécution illustrée à la figure 1. Cette variante diffère par le fait que la zone d'ancrage secondaire 30 et la zone d'ancrage principale 20 se prolonge l'une vers l'autre de façon à former une zone sensiblement continue s'étendant depuis le bourrelet vers le flanc.

Les figures 3 et 4 représentent une autre forme d'exécution dans laquelle la zone d'ancrage secondaire 30 comporte des fils ou enroulements filaires dont au moins une caractéristique diffère de ceux de la zone d'ancrage principale 20. II peut s'agir du diamètre des fils, du type de matériau, ou encore des caractéristiques de l'enroulement lui-mme, comme par exemple le pas ou espacement entre les fils. Les enroulements s'étendent par ailleurs depuis la zone d'ancrage principale,

vers la zone secondaire. Au niveau du bourrelet, les fils 31 sont juxtaposés au fils 21 de la zone d'ancrage principale.

La figure 4 illustre une variante dans laquelle les enroulements filaires 31 se prolongent radialement extérieurement au delà de la zone de mélange caoutchoutique d'ancrage 60, comme par exemple dans une zone de mélange flanc 62.

La figure 5 illustre une autre forme d'exécution dans laquelle les enroulements filaires 31 coopèrent uniquement partiellement avec le mélange caoutchoutique d'ancrage ou de liaison 60. Dans cet exemple, les fils sont disposés de façon immédiatement adjacente au mélange 60 de façon à ce qu'au moins une portion du profil d'au moins une partie des enroulements coopère avec ce mélange.

La figure 6 illustre une autre forme d'exécution, très similaire à l'exemple de la figure 1, mais comportant en plus une protège jante 70. Ce dernier consiste en une bande circonférentielle axialement extérieure au flanc et située sensiblement radialement extérieurement au bourrelet 1. Ce protège jante joue un rôle de protection en évitant tout contact entre la jante disposée sur cette mme roue et tout objet ou obstacle externe susceptible d'endommager ladite jante. II s'agit d'un élément fort utile pour les véhicules équipés de jantes en alliage tel que l'aluminium. Elles contribuent par ailleurs grandement à l'aspect visuel du véhicule. Selon l'invention, la zone d'ancrage secondaire est au moins partiellement alignée radialement avec le protège jante du pneumatique. Bien que seuls les exemples de réalisation des figures 6 à 8 soient illustrés avec un protège jante, tous les modes de réalisation selon la présente invention peuvent comporter un protège jante.

La figure 7 diffère de la figure 4 par le fait que le flanc comporte un protège jante 70, similaire à celui préalablement décrit de la figure 6.

La figure 8 illustre un exemple de réalisation similaire à celui de la figure 3, mais avec deux structures de renfort 10 sensiblement voisines. Par ailleurs, le flanc est

pourvu d'une deuxième série d'enroulements filaires 31 pouvant tre de mme type ou différents des fils voisins. Dans cet exemple, les fils de cette deuxième série sont prévus dans une zone de mélange à module d'élasticité inférieur à celui de la zone 60.

Dans les différents exemples de réalisations illustrés et/ou décrits les mélanges utilisés dans les zones 20 et 30 peuvent tre identiques ou non.