Domaine de l’invention

[OOOlJLa présente invention concerne un pneumatique pour véhicule automobile conçu pour une mise à plat maîtrisée lorsque la pression de gonflage dépasse un certain seuil connu à l’avance.

Définitions

[0002]Par convention, on considère un repère (O, OX, OY, OZ), dont le centre O coïncide avec le centre du pneumatique, les directions circonférentielles OX, axiale OY, et radiale OZ désignent respectivement une direction tangente à la surface de roulement du pneumatique selon le sens de rotation, une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique, et une direction orthogonale à l’axe de rotation du pneumatique.

[0003]Par radialement intérieur, respectivement radialement extérieur, on entend plus proche, respectivement plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique.

[0004]Par axialement intérieur, respectivement axialement extérieur, on entend plus proche, respectivement plus éloigné du plan équatorial du pneumatique, le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la bande de roulement du pneumatique et perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique.

[0005]La constitution du pneumatique est usuellement décrite par une représentation de ses constituants dans un plan méridien, c’est-à-dire un plan contenant l’axe de rotation du pneumatique. On parlera de section méridienne qui correspond à une coupe du pneumatique dans un plan méridien.

[0006]Un pneumatique comprend un sommet, destinée à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une bande de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées par l’intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté.

[0007]Un pneumatique radial comprend en outre une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet.

[0008JL’ armature de sommet d’un pneumatique radial comprend une superposition de couches de sommet s’étendant circonférentiellement, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse. Chaque couche de sommet est constituée de renforts parallèles entre eux et enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou mélange élastomérique. L’ensemble constitué par l’armature de sommet et la bande de roulement est appelé sommet.

[0009JL’ armature de carcasse d’un pneumatique radial comprend habituellement au moins une couche de carcasse constituée d’éléments de renforcement métalliques ou textiles enrobés dans un mélange élastomérique d’enrobage. Les éléments de renforcement sont sensiblement parallèles entre eux et font, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 85° et 95°. La couche de carcasse comprend une partie principale, reliant les deux bourrelets entre eux et s’enroulant, dans chaque bourrelet, autour d’une structure annulaire de renforcement.

[OOlOJLa structure annulaire de renforcement considérée ici, est une tringle qui dans l’état de l’art actuel comprend un élément de renforcement circonférentiel entouré d’au moins un matériau, de manière non exhaustive, métallique, élastomérique ou textile. L’enroulement de la couche de carcasse autour de la tringle va de l’intérieur vers l’extérieur du pneumatique pour former un retournement, comprenant une extrémité. Le retournement, dans chaque bourrelet, permet l’ancrage de la couche d’armature de carcasse à la tringle.

[OOllJLe plus souvent dans cette présente demande de brevet, le pneumatique apparaît monté sur une jante. Ladite jante est choisie selon les spécifications de la norme l’ETRTO (Organisation Européenne Technique des Pneumatiques et des jantes) qub à une dimension pneumatique donnée, associe des jantes recommandées. En générale, plusieurs largeurs jantes peuvent convenir à une même dimension pneumatique. La partie de la jante qui interagit avec le pneumatique dans le cadre de l’invention est axisymétrique par rapport à Taxe de rotation du pneumatique. Pour décrire la jante, il suffit de décrire le profil générateur dans un plan méridien.

[0012]Dans un plan méridien, la jante comprend au moins un crochet situé à une extrémité axiale, et relié à un siège qui est destiné à recevoir une face du bourrelet située le plus radialement intérieurement. Entre le siège et le crochet, prend place une portion rectiligne qui relie le crochet de jante au siège par des congés de raccords. Le crochet de la jante prolongée par la portion rectiligne limite axialement le déplacement des bourrelets lors du gonflage.

[0013]La tringle encastrée dans le bourrelet contribue à une pluralité de fonctions du pneumatique monté sur une jante recommandée.

[0014]La montabilité des bourrelets sur une jante lors du gonflage est une performance qui peut être impactée par l’invention. La performance montabilité des bourrelets consiste à évaluer l’aptitude des bourrelets d’un pneumatique à s’installer correctement sur une jante lors de du gonflage. Des moyens d’observation, notamment radiographiques, des bourrelets montés sur une jante permettent de diagnostiquer la qualité du montage.

[0015]Une fois le pneumatique monté sur une jante, la tringle contribue à l’étanchéité, notamment des pneumatiques tubeless en empêchant la fuite du gaz interne de gonflage vers l’extérieur. La tringle frette une couche de protection avec un serrage qui augmente lors du montage du pneumatique sur la jante. Cette étanchéité est réalisée sur la partie siège et sur le crochet de jante. Une pression de serrage sur le siège de jante d’environ 1.4 MPa est attendue et 2.5 MPa sur le crochet de jante.

[0016]En outre, le serrage sur le siège et sur le crochet de jante doit être suffisant pour éviter le décoincement du pneumatique lors de la prise de virage sévère.

[0017]Par ailleurs, la qualité du serrage du pneumatique sur la jante intervient également lors de la transmission des couples moteurs et/ou freineurs du véhicule. Un serrage élevé du bourrelet sur la jante est attendu pour éviter la rotation des bourrelets sur la jante, et pour transmettre efficacement les couples moteurs/freineurs.

[0018]Enfin, la tringle contribue au comportement du véhicule. Les changements de direction sont initiés par un angle de braquage au volant qui se transmet aux roues de l’essieu directeur, puis aux pneumatiques de ce même essieu grâce à la liaison des bourrelets avec la jante.

[0019]Toute la puissance du véhicule est transmise aux roues de l’essieu moteur puis aux pneumatiques équipant ce même essieu par la liaison des bourrelets avec la jante et enfin aux quatre aires de contact résultant de l’écrasement des pneumatiques par la charge du véhicule sur un sol de roulage. La qualité du comportement du véhicule est donc déterminée par ces deux zones de contacts à savoir le contact des pneumatiques avec la jante puis le contact des pneumatiques avec le sol de roulage.

Technique antérieure

[0020]Les systèmes de surveillance de la pression interne de gonflage des pneumatiques est une obligation de la loi depuis le premier novembre 2014 dans l’Union Européenne. Tous les véhicules immatriculés à partir de cette date doivent être équipés d’un TPMS (Système de Contrôle de la pression du pneumatique) pour les pays qui ont intégré cette loi Européenne dans leur législation nationale.

[0021]Conformément aux règles européennes, le TPMS doit respecter notamment les spécifications suivantes : - Une perte de pression d'un pneumatique à 20 % en dessous de la pression d'exploitation (Pwarm) de 1,5 bar doit générer une alerte du TPMS dans les 10 minutes ;

- une perte soudaine ou graduelle de pression des quatre pneumatiques à 20 % en dessous de la pression d'exploitation (Pwarm) de 1,5 bar doit générer une alerte du TPMS dans les 10 minutes ;

- le TPMS doit détecter une chute de pression des pneumatiques dans la plage de vitesses comprise entre 40 km/h et la vitesse maximale ;

- le TPMS doit avoir un taux de transfert des données de 434 MHz.

[0022]Ainsi, généralement, le système TPMS contrôle la pression à la baisse, mais il n’est pas prévu pour détecter une augmentation anormale de la pression de gonflage d’un pneumatique au-dessus de la pression d’exploitation.

[0023] La relation entre la température interne du fluide de gonflage et la pression de ce même fluide est connue de l’homme de l’art. Une hausse de la température interne entraîne une augmentation de la pression de gonflage. Cette hausse continue tant que la température monte. De plus, à partir d’une certaine température, différentes réactions chimiques peuvent se produire dans le pneumatique sous l’effet de la chaleur, comme par exemple, la thermo-oxydation et la pyrolyse.

[0024]La pyrolyse se définit comme étant la décomposition chimique irréversible d’un matériau sous la seule action de la chaleur. Dans le cas d’un pneumatique, c’est la dégradation du matériau caoutchouc qui se produit. Ce phénomène survient lorsque la température à l’intérieur du pneumatique atteint au moins 185 °C, et en l’absence d’oxygène (le gonflement à l’azote n’élimine pas le phénomène de pyrolyse).

[0025]Les mêmes indications prévalent en cas de thermo-oxydation. En revanche, ce phénomène, qui se manifeste en présence d’oxygène, ne peut pas se produire si les pneumatiques sont gonflés à l’azote.

[0026]Les gaz produits par la pyrolyse et la thermo-oxydation provoquent une augmentation de la pression dans le pneu pouvant conduire à l’éclatement de celui-ci, si les trois conditions critiques suivantes sont réunies simultanément : concentration suffisante en gaz inflammable, température et pression égales ou supérieures à la température et à la pression d’autoallumage des gaz, - concentration en oxygène supérieure à 5,5 %.

[0027JI1 s’ ensuit une explosion violente produisant une élévation instantanée de la pression. Au moment de l’explosion, la pression peut atteindre 70 bars (7 MPa en unité SI) ou plus avec la création d’ondes de choc.

[0028]Les causes d’échauffement du fluide interne de gonflage sont nombreuses et peuvent être liées notamment à la conception du pneumatique ou encore aux conditions d’utilisation de ce dernier.

[0029]De manière non exhaustive, on peut citer comme causes d’échauffement des pneumatiques, une surchauffe des freins quand intervient un blocage complet ou partiel, ou encore une utilisation excessive du système de freinage. Une utilisation du véhicule en surcharge au-delà de l’indice de charge prévu pour les pneumatiques l’équipant, est aussi une cause d’échauffement du fluide interne de gonflage. De même, qu’une utilisation du véhicule avec une vitesse excessive au-dessus de celle prévue par l’indice de vitesse des pneumatiques peut entraîner une augmentation rapide de la température du fluide de gonflage.

[0030JI1 existe un besoin de détecter l’augmentation excessive de la pression interne de gonflage d’un pneumatique en roulage.

[0031]Les inventeurs se sont donnés comme objectif de concevoir un pneumatique permettant une mise à plat maîtrisée quand la pression interne de gonflage dépasse un seuil de pression connu à l’avance.

Exposé de l’invention

[0032]Ce but a été atteint par un pneumatique pour véhicule automobile comprenant dans un plan méridien : deux bourrelets destinés à être montés sur une jante, deux couches de flancs reliés aux bourrelets, un sommet comportant une bande de roulement , le sommet ayant un premier côté relié à l’extrémité radial ement extérieure de l’un des deux couches de flancs et ayant un deuxième côté relié à l’extrémité radial ement extérieure de l’autre des deux couches de flancs; au moins une armature de carcasse s'étendant depuis les deux bourrelets jusqu'au sommet, l'armature de carcasse comportant une pluralité d'éléments de renforcement de carcasse et étant ancrée dans les deux bourrelets par un retournement autour d’une tringle, de manière à former dans chaque bourrelet une partie principale et un retournement; la jante de montage du bourrelet comprenant au moins un crochet situé à une extrémité axiale, et relié à un siège sensiblement axial; entre ledit siège et ledit crochet, prend place une portion rectiligne sensiblement radial qui raccorde le crochet de jante au siège par un congé de raccord, dans chaque bourrelet, une couche de matériau élastomérique de protection frettée par la tringle, et positionnée radialement intérieurement ayant une première portion destinée à être en contact avec le crochet de la jante et une deuxième portion sensiblement axial destinée à être contact avec le siège de la jante :

- des canaux d’évacuation du fluide de gonflage sont aménagés dans la couche de protection reliant la cavité interne de gonflage à l’extérieur du pneumatique au niveau des crochets de la jante ;

- Dans au moins un bourrelet, un canal collecteur circonférentiel faisant un tour de roue complet est aménagé dans la couche de protection.

[0033]Le principe de l’invention est de permettre l’évacuation du fluide de gonflage par des canaux aménagés dans la couche de protection du pneumatique en contact avec la jante, quand la pression du fluide de gonflage dépasse un certain seuil. Pour cela, la tringle doit être suffisamment souple pour se décoller du siège de la jante quand la pression de gonflage augmente au-delà dudit seuil. L’espace libérée entre la couche de protection et la jante permet au fluide de gonflage de s’échapper et d’entrainer la mise à plat du pneumatique.

[0034]Les canaux d’évacuation du fluide de gonflage sont donc positionnés sur la périphérie extérieure du pneumatique. Quand le pneumatique est monté sur une jante, seule l’extrémité radialement extérieure du canal au niveau du crochet de jante est visible, le reste du canal étant caché par la jante.

[0035]Pour un pneumatique de l’invention, la mise à plat se produit en toute sécurité sans que le pneumatique ne se détache de la jante.

[0036]En effet, le diamètre radial du point situé à l’extrémité du bourrelet radialement intérieurement d’un pneumatique de l’invention est inférieur au diamètre de la jante mesuré au siège. Cette différence de diamètre est à l’origine d’un serrage géométrique de la tringle sur une partie de la couche de protection située entre la tringle et la jante. Ce serrage est utile pour maintenir le pneumatique en position sur la jante lors de l’occurrence d’une baisse de la pression de gonflage de manière à éviter le déjantage du pneumatique. La tringle de l’invention grâce à son grand allongement élastique supérieur ou égal à 2% peut absorber cette sollicitation sans rupture de la tringle. [0037]Le contour de la couche de protection comprend une partie qui est axialement la plus extérieure qui constitue une portion de la périphérie extérieure du pneumatique, destinée à être en contact avec le crochet de la jante. Une autre partie radial ement la plus intérieure est destinée à être en contact avec le siège de la jante. Quand le pneumatique est monté sur la jante, la tringle est positionnée de manière à se retrouver sensiblement au-dessus du milieu du siège. On définit EPTR, l’épaisseur de la couche de protection mesurée selon un droite radiale passant par le centre de la tringle. Donc, EPTR est la distance radiale entre un premier et un deuxième points à l’intersection ladite droite radiale et d’un premier et second contours de la couche de protection passant sous la tringle. De façon équivalente l’épaisseur EPTA de la couche de protection est mesurée selon une droite axiale passant le centre de la tringle.

[0038JL’ épaisseur EPTR de la couche de protection intervient pour beaucoup pour le serrage de la tringle sur la jante. Une épaisseur EPTR d’environ 2.5 mm est nécessaire pour un fonctionnement correct de l’invention. Quant à l’épaisseur EPTA une valeur minimale de 2 mm est nécessaire pour garantir un niveau d’usure au portage convenable liée au frottement de la couche de protection sur la jante.

[0039]Les principales caractéristiques de l’invention à savoir la présence des canaux d’évacuation du fluide de gonflage ainsi que l’aptitude de la tringle à s’allonger jusqu’à 2% sans rupture conduisent au pneumatique de l’invention, c’est à dire un pneumatique pouvant se dégonfler mécaniquement quand la pression de gonflage dépasse un seuil.

[0040JL’ invention fonctionne aussi bien avec une tringle formée d’une âme interne métallique entourée de fils métalliques, que pour des tringles textiles, par exemple en aramide avec ou sans âme interne.

[0041] A titre d’illustration, pour une dimension telle que 245/45R18, la pression seuil atteinte avec une tringle métallique classique est entre 10 bars et 12 bars, alors que pour une tringle textile en aramide, la pression seuil est d’environ 6 bars.

[0042JD’ autres caractéristiques secondaires en lien avec la géométrie des canaux, ainsi que le choix des matériaux de la tringle ou encore différents modes de réalisation sont présentés ci- dessous.

[0043] Avantageusement, un canal collecteur circonférentiel du fluide de gonflage est aménagé dans la zone de contact de la couche de protection avec la jante.

[0044]0n peut réaliser l’invention selon deux modes principaux. Dans un premier mode de réalisation, l’évacuation du fluide de gonflage se fait uniquement par les canaux positionnés sur la périphérie extérieure du pneumatique, ci-dessus décrits, ou selon un deuxième mode de réalisation un canal collecteur circonférentiel aménagé également dans la couche de protection alimente les canaux positionnés à la périphérie extérieure.

[0045]En effet, le contact de la jante avec la couche de protection n’est pas uniforme sur un tour de roue. Autrement dit, les zones de contact peuvent différer d’un méridien à l’autre. La présence du canal collecteur circonférentiel dans la couche de protection fait un tour de roue complet en franchissant tous les méridiens. De cette façon, dès que le bourrelet s’est décollé du siège de jante, l’air interne sous pression se déplace vers le canal collecteur circonférentiel. Il suffit alors d’avoir des canaux positionnés sur la périphérie extérieure du pneumatique pour récupérer le fluide de gonflage et l’expulser vers l’extérieur. Par exemple, quatre canaux positionnés sur la périphérie extérieure du pneumatique diamétralement opposés suffisent pour un fonctionnement correct de l’invention.

[0046]Quand le pneumatique est monté sur une jante, le canal collecteur circonférentiel du fluide de gonflage est positionné en vis-à-vis du congé de raccord de la portion rectiligne sensiblement radial et du siège de la jante. En réalité, il n’y a pas de contact entre la couche de protection et la jante sur le congé de raccord quand le pneumatique est monté sur sa jante. En positionnant le canal circonférentiel collecteur à cet endroit, l’étanchéité du pneumatique n’est donc pas affectée.

[0047] Avantageusement, chaque canal d’évacuation du fluide de gonflage a une largeur axiale qui est au plus égale à 80% de EPTA.

[0048JI1 s’ agit de définir un canal, c’est-à-dire un orifice dans la couche de protection du bourrelet du pneumatique qui répond au besoin d’évacuer le fluide de gonflage, mais sans être pour autant trop intrusif pour gêner au bon fonctionnement du bourrelet notamment dans son aptitude à assurer l’étanchéité du pneumatique. Les inventeurs ont proposé une largeur du canal collecteur circonférentiel cohérente par rapport à la géométrie du bourrelet et de la jante. La largeur axiale de chaque canal d’évacuation doit rester inférieure à l’épaisseur de la couche de protection qui est en contact avec le retournement de l’armature de carcasse. Il faut éviter d’exposer l’armature de carcasse aux agressions extérieures, telles que l’oxydation, l’humidité qui pourraient arriver par le canal d’évacuation. La couche de protection au niveau du congé de raccord doit limiter les intrusions éventuelles vers l’intérieur du bourrelet.

[0049]Préférentiellement, les canaux d’évacuation du fluide de gonflage ont des parois rectilignes et parallèles. Ce mode de réalisation est le plus simple pour constater le fonctionnement de l’invention sur un prototype. Mais la géométrie simple des canaux d’évacuation du fluide de gonflage peut poser problèmes quant aux objets extérieurs qui peuvent s’insérer à l’intérieur du pneumatique. On peut donc faire évoluer la géométrie des canaux d’évacuation en les concevant comme une succession de lignes brisées de manière à s’opposer à l’intrusion d’objets à l’intérieur du pneumatique, ou encore comme un canal de forme zigzagante.

[0050] Avantageusement, le canal collecteur circonférentiel du fluide de gonflage a une largeur qui est au plus égale à 80% de l’épaisseur de la couche de protection mesurée au point situé au milieu du congé de raccord dans la direction normale à ce même congé.

[0051]Préférentiellement, les bords extérieurs du canal collecteur circonférentiel du fluide de gonflage sont arrondis.

[0052]La présence du canal circonférentiel ne doit pas gêner le montage du bourrelet sur la jante. Il faut donc éviter toute forme géométrique du canal qui pourrait perturber le montage sur jante. Une solution consiste à avoir une géométrie lisse avec des formes arrondies.

[0053]Préférentiellement, la couche de protection comprend au moins quatre canaux d’évacuation du fluide de gonflage, équirépartis circonférentiellement.

[0054]Le canal collecteur circonférentiel s’alimente du fluide interne de gonflage de chaque méridien où le bourrelet s’est levé du siège de la jante laissant ainsi passer le fluide de gonflage. Le fluide s’évacue vers l’extérieur via un ou plusieurs canaux d’évacuation.

[0055]Des caractéristiques complémentaires sont liées non seulement au choix des matériaux constituant les tringles, mais aussi à leur structure.

[0056]Dans un mode de réalisation, chaque tringle est constituée d’une âme centrale métallique, entourée de couches de fils métalliques.

[0057]Avec une tringle métallique pour obtenir le décollement de la couche de protection du siège de jante, la pression de gonflage doit atteindre un niveau seuil compris entre 10 bars et 12 bars. Cette pression relativement élevée, est abaissée quand on utilise une tringle en textile.

[0058]Préférentiellement, chaque tringle est obtenue par un empilement de couches de câbles textiles en aramide.

[0059]Les câbles en aramide sont obtenus par le retordage de deux brins en aramide sous une torsion de 315 tours par mètre. Les brins eux-mêmes résultent du surtordage de deux filés en aramide, également sous une torsion de 315 tours par mètre. [0060]Un procédé de trancannage est utilisé pour fabriquer la tringle à partir du câble textile. La tringle est obtenue par l’enroulement d’une spire autour d’un support tout en se déplaçant latéralement d’une distance égale au diamètre du câble. A la fin du processus, la tringle résulte de l’assemblage des plusieurs couches de câbles qui se collent les uns aux autres conférant sa rigidité à la tringle. La section de l’assemblage dans un plan méridien peut par exemple prendre la forme d’un hexagone, ou de tout autre forme polygonale, ou circulaire.

[0061]L’allongement élastique d’une telle tringle est supérieur à 5%. La pression seuil pour décoller la couche de protection du siège de la jante, et donc permettre la mise à plat du pneumatique tombe à environ 6 bars.

[0062]L’utilisation de la tringle en aramide est plus pratique que celle d’une tringle métallique, mais présente l’inconvénient d’avoir une tringle avec une faible rigidité de flexion circonférentielle.

[0063]Pour pallier cet inconvénient, dans un mode de réalisation préféré, chaque tringle comprend des câbles textiles entourés d’un matériau de renfort de manière à constituer une gaine, la tringle est obtenue par un empilement de couches du câble textile ainsi gainé.

[0064]Le même procédé de trancannage décrit plus haut est utilisé pour fabriquer la tringle, qui dès lors dispose d’une rigidité de flexion circonférentielle qui facilite la fabrication de l’ébauche du pneumatique ainsi que la performance de montabilité sur jante.

[0065] Toujours dans ce mode de réalisation préféré, la gaine autour du câble textile est constituée d’un polyamide 6-6, ou d’un polymère polylactique, ou encore d’un vinyle-esther.

[0066]Dans un autre mode de réalisation, chaque tringle comprend une âme interne, entourée de câbles textiles en aramide.

[0067]L’âme peut être constituée d’un polymère polylactique (en anglais : PLA, PolyLactic Acid). Le PLA peut a un module de Young compris entre 3 et 3,5 GPa, une résistance à la traction comprise peut avoir un module d’ Young de 50 à 70 MPa, un allongement à la rupture variant de 2 à 10 %, et un module de flexion de 4 à 5 GPa.

[0068]Un des avantages du PLA est qu’elle est une alternative naturelle bio sourcée aux matériaux classiques issus du pétrole.

[0069]En effet, le PLA peut être obtenu à partir d'amidon de maïs. C’est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique.

[0070]Un autre choix possible pour l’âme de chaque tringle est le polyamide (Nylon) 66. Il est composé de deux monomères qui contiennent chacun 6 atomes de carbone, l'hexaméthylènediamine et l'acide adipique, qui donnent son nom au nylon 66. Le nylon 66 est utilisé lorsqu'une résistance mécanique élevée, une rigidité, une bonne stabilité à la chaleur et/ou une résistance chimique sont requises, comme c’est le cas ici. Son module élastique est de 3.5 GPa, et son module de compression est de 2.7 GPa. Son élongation à la rupture est de 70%.

Brève description des dessins

[0071]D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci-après de la description des exemples de réalisation de l’invention en référence aux figures qui représentent des vues schématiques d’un pneumatique, et des tringles selon des modes de réalisation de l’invention. Les figures ne sont pas représentées à l’échelle pour en simplifier la compréhension.

[0072]La figure 1-A montre une section d’un pneumatique de l’invention dans un plan méridien. La figure 1-B est un grossissement d’une portion de la figure 1-A entourée d’un cercle en tirets montrant un grossissement de la zone du bourrelet contenant une tringle d’un pneumatique de l’invention.

[0073]Les figures 2 -A, 2-B, 2-C illustrent le fonctionnement de l’invention en trois phases, au niveau du bourrelet du pneumatique.

[0074]Les figures 3-A, 3-B, et 3-C sont des vues dans un plan circonférentiel montrant les canaux d’évacuation et collecteur circonférentiel du fluide de gonflage.

[0075]La figure 4-A est une tringle métallique, et les figures 4-B et 4-D sont des modes de réalisation de l’invention avec des tringles textiles montrées dans un plan méridien. Dans ces modes de réalisation, les câbles textiles de la tringle sont gainés par un matériau de renforcement (4-B). La figure 4-C est un grossissement de deux câbles entourés chacun d’une gaine. La figure 4-D est un autre mode de réalisation où des filés d’un textile sont noyés dans une matrice élastomérique pour former une tringle.

[0076]Les figures 5-A, 5-B, 5-C, 5-D et 5-E représentent d’autres modes de réalisation de l’invention avec des câbles textiles associés à une âme interne constituée d’un matériau homogène rigide de forme géométrique variable autour de laquelle s’enroulent les câbles textiles. La figure 5-F est une vue dans la direction circonférentielle d’une tringle.

[0077]La figure 5-G est un mode de réalisation où la tringle ne comporte pas d’âme interne, et ne sont pas gainés non plus. La tringle est obtenue par le trancannage de câbles en aramide en plusieurs couches superposées.

Description détaillée de l’invention

[0078]L’invention a été mise en œuvre sur un pneumatique tourisme de dimension 245/45R18, selon la norme de spécifications de l’ETRTO (Organisation Technique Européenne des jantes et Pneumatiques). Un tel pneumatique peut porter une charge de 800 kilos, gonflé à une pression de 250 kPa.

[0079] Sur la figure 1-A, le pneumatique de référence générale 1 comprend une armature de carcasse 90 constituée de renforts enrobés de composition caoutchouteuse, et deux bourrelets 50 en contact avec une jante 100. Une zone 49 délimitée par un cercle en pointillé définie une zone basse du pneumatique dont un grossissement est proposé sur la figure 1-B. L’armature de carcasse 90 est ancrée dans chacun des bourrelets 50. Le pneumatique comporte en outre une armature de sommet 20 comprenant deux couches de travail 21, 22, et une couche de frettage 23. Chacune des couches de travail 21 et 22 est renforcée par des éléments de renforcement filaires qui sont parallèles dans chaque couche et croisés d’une couche à l’autre, en faisant avec la direction circonférentielle des angles égaux à 27°. La couche de frettage 23, disposée radial ement à l’extérieur de l’armature de sommet 20, est formée d’éléments de renforcement orientés circonférentiellement et enroulés en spirale. Une bande de roulement 10 est posée radial ement extérieurement sur la couche de frettage 23 ; c’est cette bande de roulement 10 qui assure le contact du pneumatique 1 avec un sol. Le pneumatique 1 représenté est un pneu « tubeless » : il comprend une « gomme intérieure » 95 en composition caoutchouteuse imperméable au gaz de gonflage, recouvrant la surface intérieure du pneumatique.

[0080]La partie de la jante 100 qui interagit avec le pneumatique dans le cadre de l’invention est axisymétrique par rapport à Taxe de rotation du pneumatique.

[0081]Dans un plan méridien, la jante 100 comprend au moins un crochet 120 situé à une extrémité axiale, et relié à un siège 110 qui est destiné à recevoir une face du bourrelet située le plus radialement intérieurement. Entre le siège 110 et le crochet 120, prend place une portion rectiligne 130, dénommée la falaise de la jante, qui relie le crochet de jante 120 au siège 110 par un congé de raccord 140. Le crochet de la jante 120 prolongée par la portion rectiligne 130 limite axialement le déplacement des bourrelets lors du gonflage.

[0082] Sur la figure 1-B, on montre une zone basse de référence générale 55 contenant la couche de flanc 30 et le bourrelet 50. Le contour de la zone basse reprend les contours externes de la couche de flanc 30 au moins en partie et le contour externe du bourrelet 50.

[0083]Ledit bourrelet 50 comprend en partie une armature de carcasse 90 qui comporte une partie principale 52, puis s’enroule autour d’une tringle 51 pour former un retournement 53. Une couche de bourrage 70 est positionnée entre la partie principale 52 de l’armature de carcasse 90 et de son retournement 53. Selon les modes de réalisation, le bourrelet 50 peut comprendre une couche latérale de renforcement 60, positionnée axialement extérieurement au retournement 53, et axialement intérieurement à la couche de flancs 30. Axialement le plus intérieurement au bourrelet 50, une couche étanche 95 constitue la paroi intérieure en contact avec l’air interne de gonflage.

[0084]Ledit bourrelet 50 comprend également une couche de protection 80 qui est en contact axialement extérieurement avec une portion rectiligne 130 de la jante de façon à limiter le déplacement axial du bourrelet. Ladite couche de protection 80 comprend aussi une portion destinée à être en contact avec la jante au niveau du siège de jante 110. Une couche de flanc 30 du bourrelet 50 constitue en partie une paroi latérale extérieure.

[0085] Toujours sur la figure 1-A, et/ou 1-B, en vis-à-vis du congé 140, un canal collecteur circonférentiel 200 du fluide de gonflage est aménagé.

[0086]La figure 2 -A montre un bourrelet d’un pneumatique de l’invention où le canal collecteur circonférentiel 200 du fluide de gonflage est représenté. La figure 2-B montre le décollement de la couche de protection 80 du siège de jante 110 de la jante quand la pression du fluide de gonflage atteint une pression seuil. Une espace 220 est ainsi crée, puis se remplit du fluide de gonflage. Enfin, la figure 2-C montrent le canal d’évacuation du fluide de gonflage 210, en contact avec le canal collecteur circonférentiel 200 du fluide de gonflage.

[0087]Les figures 3-A, 3-B, et 3-C sont des vues du pneumatique dans un plan circonférentiel. La référence 300 est une circonférence à Tune des extrémités de la bande de roulement et d’une couche de flanc, radialement extérieur. Les circonférences 310 et 320 déterminent la zone de contact de la couche de protection 80 avec la jante 100. Les canaux d’évacuation du fluide de gonflage 210 sont aménagés dans la couche de protection 80. Les canaux d’évacuation 210 ont des parois rectilignes sur la figure 3-A, alors que les parois sont en zigzague sur la figure 3-B. La figure 3-C montre le canal collecteur circonférentiel 200 du fluide de gonflage en communication avec les canaux d’évacuation 210.

[0088]Sur la figure 4-A, on a représenté une section méridienne d’une tringle 51 constituée d’une âme centrale 520 en acier, entourée de câbles métalliques 510.

[0089] Sur la figure 4-B, il est représenté une tringle de section hexagonale. Les câbles textiles 560 sont entourés d’une gaine constituée d’un deuxième matériau 550. Un procédé de trancannage est utilisé pour fabriquer la tringle à partir du câble gainé. La tringle est obtenue par l’enroulement d’une spire autour d’un support tout en se déplaçant latéralement d’une distance égale au diamètre du câble gainé. A la fin du processus, la tringle résulte de l’assemblage des plusieurs couches de câbles gainés qui se collant les uns aux autres conférant une certaine rigidité à la tringle.

[0090]La figure 4-C montre un grossissement du câble gainé. La gaine 550 entoure le câble textile560.

[0091]La figure 4-D montre une tringle d’un pneumatique de l’invention où les câbles sont en réalité des filés de textile dispersés dans une matrice constituée d’un matériau. La matrice peut être constituée d’un polymère polylactique (PLA), ou d’un nylon (Polyamide 6-6 : PA66) ou encore en vinylester.

[0092]Les figures 5-A, 5-B, 5-C, 5-D et 5-E sont des modes réalisations où la tringle possède une âme de géométrie variable dans une section méridienne. L’âme est référencée 555, et les câbles textiles 560. La figure 3-F est une vue dans la direction circonférentielle montrant l’enroulement des câbles textiles autour d’une âme interne.

[0093]Des configurations de pneumatiques de l’invention ont été testées pour bien mettre en exergue les performances apportées par l’invention. Les résultats de ces tests sont comparés entre eux et positionnés par rapport à la pression seuil requise pour la mise à plat du pneumatique.

[0094]Chacune des tringles du témoin T comprend une âme en acier doux avec 0.1% de carbone, et une couche de câbles métalliques torsadés autour de ladite âme. Les fils des câbles sont en acier avec 0.7% de carbone. L’âme a un diamètre de 215 centièmes de millimètres et chaque câble métallique autour de l’âme à un diamètre de 130 centièmes de millimètres. Le diamètre total de la tringle, (âme + couches de câbles comprises) est de 4,79 mm. La masse d’une telle tringle est de 169 g. Elle est illustrée à la figure 4-A. [0095]Le premier pneumatique Pl conforme à l’invention comprend une paire de tringles composée de câbles textiles. Le câble est obtenu après retordage de deux brins en aramide ayant chacun une masse linéique de 167 tex. Chaque brin est issu du surtordage d’un filé à 315 tours par mètre. La torsion pendant la phase de retordage est également de 315 tours par mètre. Ensuite, le câble en aramide est enrobé d’une fine de couche de caoutchouc pour favoriser le collant des câbles entre eux.

[0096]Un procédé de trancannage est utilisé pour fabriquer la tringle à partir du câble textile. La tringle est obtenue par l’enroulement d’une spire autour d’un support tout en se déplaçant latéralement d’une distance égale au diamètre du câble. A la fin du processus, la tringle résulte de l’assemblage des plusieurs couches de câbles gainés qui se collent les uns aux autres conférant sa rigidité à la tringle. La section de l’assemblage dans un plan méridien prend la forme dans cet exemple d’un hexagone. La tringle du pneumatique PI est représentée à la figure 5-G.

[0097]Le deuxième pneumatique P2 de l’invention comporte des tringles constituées de câbles gainés. Partant du même câble textile du pneumatique PI, une gaine constituée d’un matériau de renfort entoure le câble textile. La tringle est obtenue par le même procédé de trancannage cette fois-ci avec le câble gainé.

[0098]La gaine du câble est en polyamide 6-6, et la géométrie de la tringle est de forme hexagonale comme représentée sur la figure 4-B. La section du câble gainé est de 0.55 mm2, et la section totale de la tringle est de 24 mm2. La tringle est obtenue après un trancannage de 45 tours. La masse de cette tringle est de 35 grammes.

[0099]Enfm, le troisième pneumatique P3 conforme à l’invention, contient une paire de tringles constituées chacune de plusieurs couches de câbles textiles en aramide enroulés autour d’une âme interne constituée d’un polymère PLA. Les câbles sont identiques à ceux utilisés pour PI, et l’âme interne de la tringle en PLA a un diamètre de 5.5 mm. La tringle est illustrée sur la figure 5-E.

[OOlOOJLa section de l’âme centrale est de 24 mm2, et la section totale de la tringle est de 41 mm2. Dans un plan méridien, une section de la tringle est de forme hexagonale, comme représentée sur la figure 3-E. L’âme est extradée par un procédé continu, puis coupée, cintrée et collée sur elle-même pour former un anneau. La masse de la tringle est de 60 grammes. [OOlOlJUn canal collecteur circonférentiel a été aménagé dans les pneumatiques de l’invention (PI, P2, P3), et pour chaque pneumatique au moins quatre canaux d’évacuation du fluide de gonflage sont reliés au canal collecteur.

[00102]Le tableau qui suit résume les différentes configurations testées :

[00103] [Tableau 1]

[00104]Le pneumatique témoin T, et ceux de l’invention (PI, P2, P3) ont été testés et ont été comparés pour le niveau de la pression seuil nécessaire pour la mise à plat. [00105]Pour cela, le premier test réalisé est celui du montage du pneumatique sur la jante associée. Les pneumatiques ont été gonflés avec de l’air ambiant comme fluide interne de gonflage, avec une pression de 250 kPa.

[00106]Le test de montabilité sur jante consiste à donner un résultat sur la montabilité globale à partir de la décomposition d’un montage en opérations élémentaires qui comprennent notamment : le passage des crochets de jante, la prise de pression, le franchissement des humps de la jante, la mise en place du bourrelet par compression, l’étanchéité sous le siège de jante, le détalonnage et le démontage. Pour réaliser ce test, des moyens sont nécessaires comme par exemple une machine de montage semi-automatique, ou encore des moyens d’observation, notamment radiographiques, des bourrelets montés sur une jante permettent de diagnostiquer la qualité du montage.

[00107]La présence du canal d’évacuation du fluide interne de gonflage pour les pneumatiques de l’invention (PI, P2, P3) dans la couche de protection n’a pas perturbé le montage sur jante grâce à la géométrie adoptée du canal collecteur avec des formes arrondies.

[00108]Les tests d’étanchéité n’ont pas permis de déceler des fuites de pression non désirées.

[00109]En poursuivant le gonflage au-delà de 250 kPa, les pneumatiques (PI, P2, P3) tiennent la pression jusqu’à 600 kPa. Au-delà de 600 kPa, la couche de protection se décolle du siège de jante, puis le fluide de gonflage alimente par le canal collecteur circonférentiel et s’échappe par les canaux d’évacuation jusqu’à atteindre la mise à plat des pneumatiques.

[00110] Sur le pneumatique témoin T qui n’est pas équipé de canaux d’évacuation, la pression de gonflage a atteint la pression de l,5MPa provoquant la rupture de la tringle métallique.

[OOlllJCe résultant montre l’intérêt de l’invention qui provoque la mise à plat du pneumatique avant la rupture de la tringle.

[00112]Le pneumatique PI correspond à un mode de réalisation où chaque tringle est obtenue par uniquement un empilement de câbles textiles. Le grand avantage d’une telle réalisation est d’avoir une tringle qui répond aux exigences de dimensionnement tout en ayant une masse minimale autour de 20 grammes. Mais, l’inconvénient majeur est la faible rigidité de flexion circonférentielle qui entraîne l’effondrement la tringle sous son propre poids ou sous le poids de la couche de carcasse, ce qui constitue une vraie gêne pour le procédé utilisé. [00113]Les tringles du pneumatique P2 apportent une solution à ce manque de rigidité de flexion circonférentielle. En effet, les câbles en aramide sont gainés par un polymère doté d’un module de compression supérieur à 3 GPa.

[00114]Les tringles du pneumatique P3 sont conçues avec une autre solution pour apporter de la rigidité de flexion circonférentielle. En effet, ces tringles sont dotées d’une âme centrale en polyamide 6-6. Les câbles en aramide sont enroulés autour de l’âme centrale.

|00115|Un résultat supérieur (respectivement inférieur) à 100% signifie une amélioration (respectivement une dégradation) de la performance considérée.

[00116]Les résultats obtenus sont synthétisés dans le tableau n° 2 suivant :

[00117] [Tableau 2]

[00118]Les pneumatiques de l’invention ont une pression d’éclatement comparable à celle du témoin. La souplesse des tringles de l’invention altère peu leur résistance à l’éclatement. La masse des tringles de l’invention est significativement moindre que celle du témoin T.

[00119]Les inventeurs ont conçu un pneumatique doté d’une paire de tringles de masse significativement allégée tout en assumant la pluralité des fonctions attendues des tringles. Les inventeurs ont également proposé des tringles dont le coût de revient industriel reste maîtrisé par rapport à l’état de l’art. Les tringles de l’invention permettent la mise à plat du pneumatique via des canaux d’évacuation quand la pression de gonflage dépasse le seuil de 600 kPa.