LU87499A1 - Pneu tout-terrain a hautes performances - Google Patents

Description

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O "7 /_ A |î| GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

Brevet N° Q L M * ^ · . , ... .

Monsieur le Ministre du .1.4. __ de l’Économie et des Qasses Moyennes _ , „. , 3¾¾ Service de la Propriété Intellectuelle

litre delivre---- LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention ------------------------------(1) I. Requête ...Bridges.tone....._C.o.rpQr.a.ti.Qii.,.......XQ.-l.,„...Xy.^^^^.....ChuQ-Ku..,___ ( 2)

Tokyo,......Japon, représentée par.....Monsieur Jean Waxweiler,......55 rue des Bruyères, Howald _______________ _ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (3) déposent)ce quatorze avril mil neuf cent quatre-vinat-neuf__________ ( 4) à 15 / O Q heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant: ...Pneu......i.Qu.t.-t.e.r.r..ai.n......à......h.autes....„.p.er.f.Q.manc_e.s................................................. ( 5) 2. la description en langue__fx.an.çais..e___________________________________de l’invention en trois exemplaires; 3. .......................9............................................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le IA. J14... 19! 89._____________________; 5. la délégation de pouvoir, datée de................_..TokyÇ>_________________________ ]e___________Q 5_. 04... 19.3.9 ____________; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont): ( 6) ..Akira......TAMURA·,.........9=.8..r.......Koyata.......l=chomer........Ir.uma~C:Lty,......S.aitama.....E.ref..>.y___ ...Japon..;.......Mas...at.a..„..TAKENQYA.,........1.1.-2.1.,,........Daitakubo......S-chome..,........Urawa .._City.,_____

Saitama......Pref.......Japon.....................................................................................................................................................................................

revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) .................................fe£êvet.................................................................................................déposée(s) en (8)....................i?,ËB.9.5...........................................................................................

le (q) 14 avril 19 8 8 _...........................................................

sous le N° (10) ......^-..9.2..,..79..8.........................................................................................-...................................................................................................................................................................._ au nom de (il) ....P.r.^in.lg.o.a!h.o.na......C.Qr.p.Q.r.a.t.i.o.n..................................................................................................................................................................

élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg....................................................................................

55 rue des Bruyères, Howald (12) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à............................./...2........,β...............................................................................................................................................mois. (13)

Le Répasamai mandataire:...........................................ü ................................................................................................................................................................... (14) Π. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle! Luxembourg, en date du: 14.04.1989 βδχ \ Pr. le Ministre de l’Economie et des Classes Moyennes, [ fX' \ ' ^fd.

P j~] Le chef du services la^ôpriété intellectuelle, _ 'ojl·'··1'" /χ y eîpal, à la demande de brevet principal No... /f...../. du... .4........” - (2) inscrire les nom, prénom, profession, [^nomination sociale, forme juridique, adresse du siègdfocial, lorsque le demandeur est une personne morale-(3) inscrire les nom, prénom, adresse du mandataire agréé, conseil en propriété industrielle, muni d’un pouvoir spécial, s’il y a liem "représente par............agissant en qualité de mandataire” - (4) date de dépôt en toutes lettres - (5) titre de l’invention - (6) inscrire les noms, prénoms, adresses des inventeurs ou l’indication "(voir) désignation séparée (suivra)”, lorsque la dési· « RETOICOTIQII DE PRIORITÉ Dépôt de la demande de brevet en Japon ç|y 14 avril 1988 SOUS le numéro 63-92,798

MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE DE BREVET D'INVENTION AU GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURG

par; Bridgestone Corporation 10-1, Kyobashi î-chome Chuo-ku Tokyo Japon pour; Pneu tout-terrain à hautes performances

La présente invention concerne un pneu radial tous-terrains à hautes performances, destiné à être utilisé sur de gros véhicules roulant sur des terrains irréguliers, tels que des chantiers de construction, les 5 surfaces inégales d'aires de transport et d'exploitation dans les mines ou similaires, et, plus précisément, un pneu radial tous-terrains à hautes performances comportant des moyens efficaces et appropriés pour atténuer l'apparition du décollement et de la fissuration 10 du caoutchouc intérieur au voisinage de la partie d'épaulement de la bande de roulement.

En général, on cherche à améliorer la résistance à l'usure, à réduire 1 ' échauf fement et à. diminuer la résistance de roulement nécessaires dans des pneus 15 radiaux en disposant une ceinture ayant une rigidité élevée entre la carcasse et la bande de roulement dans le pneu radial.

Toutefois, par le fait que la rigidité de la ceinture est élevée, les pneux radiaux de grande dimension qui 20 roulent principalement sur terrain Inégal ont un taux d'absoprtion de charge élevé à la même pression interne, même à la norme d'utilisation ou dans les conditions d'utilisation réelle, en comparaison de pneus qui roulent sur un bon terrain tel qu'une route pavée ou similaires à 25 grande vitesse, et ils ont de multiples chances d'être soumis à des efforts mécaniques de choc du fait des inégalités du terrain accidenté, ce qui fait que des » 2 contraintes-déformations excessives sont constamment appliquées à la ceinture au voisinage de l'extrémité libre de celle-ci et qu'il se produit en conséquence, à l'extrémité libre de la ceinture, un décollement qui 5 favorise finalement l'apparition de fissuration.

En effet, la ligne de carcasse du pneu radial a fondamentalement une forme à l'équilibre telle que sa distance à une ligne de base passant par les bouts des talons, distante de l’axe de rotation du pneu d'un demi-10 diamètre nominal de la jante de montage du pneu et parallèle à l'axe de rotation du pneu, est maximale au niveau du plan équatorial du pneu et diminue vers un point correspondant à la largeur maximale du pneu. En outre, la ceinture est fondamentalement disposée le long 15 de la ligne de carcasse ou parallèlement à la ligne de base.

Avec de telles formes de la carcasse et de la ceinture, le taux d'absorption des tensions de la ceinture est augmenté près dé l'extrémité de la ceinture 20 au moment de la création de la pression interne et au moment de la déformation sous l'effet d'une charge, ce qui fait que les contraintes-déformations du caoutchouc au voisinage de l'extrémité de la ceinture exercent une influence considérable sur la durabilité du pneu.

25 A cet égard, le brevet US n° 4 481 994 concerne une ligne de carcasse dite contrôlée qui est déplacée par rapport à la forme naturelle à l'équilibre de la ligne de carcasse, et il propose qu'avant la création de la pression interne, la ligne de carcasse soit située en 50 dehors, tant dans la direction radiale que dans la direction axiale du pneu, entre un point correspondant à la largeur maximale du pneu et un point où elle devient parallèle à la ceinture, en comparaison de la ligne de carcasse lors de la création de la pression interne, et 55 aussi qu'avant la création de la pression interne, la ligne de carcasse soit située en dehors dans la direction Μ 5 radiale du pneu et en dedans dans la direction axiale de celui-ci entre le point correspondant à la largeur maximale du pneu et la tringle de talon, en comparaison de la ligne de carcasse lors de la création de la 5 pression interne. Certes, dans le pneu réalisé avec une telle ligne de carcasse contrôlée, les contraintes- déformations à l'extrémité de la ceinture sont légèrement améliorées lors de la création de la pression interne, mais l'amélioration est toujours insuffisante en ce qui 10 concerne la durabilité de la ceinture pour le pneu radial tous-terrains à performandes élevées qui fait l'objet de 1'invention.

Par le fait qu'une plus grande durabilité du pneu est exigée tandis que les conditions de service du pneu tous-15 terrains deviennent plus sévères, en particulier la condition de transmission des efforts de la surface de sols inégaux à la bande de roulement avec l'accentuation des exigences de marche rapide, il devient en conséquence important d'éviter l'apparition de défauts de décollement 20 au voisinage de l'extrémité de la ceinture. Afin d'éviter l'apparition du défaut de décollement au voisinage de l'extrémité de la ceinture, il est évidemment nécessaire de réduire suffisamment les mouvements minimes produits au niveau de 1'extrémité.de la ceinture, c'est-à-dire la 25 contrainte produite par un effort interne. Une telle contrainte par effort interne est une contrainte-déformation produite lorsque la bande de roulement du pneu grandit dans sa direction radiale au moment de la création de la pression interne.

30 D'autre part, la contrainte par effort de déformation est une contrainte-déformation produite par une charge appliquée à la bande de roulement du pneu pendant que le pneu roule dans des conditions de charge et que des forces sont transmises à la bande de roulement par les 35 inégalités d'un sol irrégulier.

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On peut dire actuellement qu'il n'est pas encore possible de maîtriser totalement la contrainte par effort initial et la contrainte par effort de déformation produites au niveau de l'extrémité de la ceinture dans 5 les conditions sévères de service, telles que mentionnées ci-dessus.

Concernant la réduction de la contrainte par effort initial et de la contrainte par effort de déformation au voisinage de l'extrémité de la ceinture, les auteurs de 10 l'invention ont précédemment essayé de donner à la ceinture du pneu une forme concave en dehors dans la direction radiale du pneu avant la création de la pression interne (forme appelée ci-après ceinture concave pour simplifier), de façon à obtenir, dans la mesure 15 convenable, le changement de forme de chaque partie de la ceinture après la création de la pression interne, selon ce qui est décrit dans la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403, et il s'est avéré en conséquence que l'effet d'amélioration de la durabilité 20 de la ceinture était développé en comparaison du pneu classique, mais qu'il était insuffisant dans les conditions actuelles de service plus sévères, car cet effet est limité.

L'invention a donc pour but de fournir des pneus 25 radiaux tous-terrains à. hautes performances qui permettent d'obtenir la stabilité de forme de la bande de roulement et, par suite, la stabilité des performances de roulement et d'améliorer la durabilité du pneu en contrôlant convenablement, lors de la création de la 30 pression interne et pendant la marche, tant la contrainte d'effort initial que la contrainte d'effort de déformation au voisinage de l'extrémité de la ceinture, sur la base du point de vue sus-indiqué sur la forme de la carcasse depuis la partie supérieure de la paroi 35 latérale jusqu'à la partie de sommet et sur la forme de la ceinture, tout en permettant une productivité élevée.

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Comme idée de base de l'invention, les auteurs ont observé que la tension circonférentielle dans la partie bande de roulement du pneu radial est absorbée par la ceinture pour le maintien de la forme fondamentale et des 5 performances du pneu radial et que, dans ces conditions, une contrainte est produite par étirage ou par retrait partiel de la couche de ceinture selon la force extérieure appliquée à la ceinture, c'est-à-dire une force de traction accompagnant l'augmentation du diamètre 10 extérieur du fait de la création de la pression interne et une contrainte accompagnant l'application de farce de compression à la bande de roulement dans les conditions de charge. Les auteurs de l'invention, ont alors mené différentes recherches concernant une relation entre la 15 forme de la carcasse propre à contrôler la contrainte par effort initial lors de la création de la pression interne au voisinage de l'extrémité de la ceinture et la contrainte par effort de déformation à la marche dans des conditions de charge, en particulier la forme depuis la 20 partie supérieure de la paroi latérale jusqu'à la partie centrale du sommet, la forme de la ceinture et la périphérie du sommet.

Ces recherches ont abouti à la découverte de moyens de renfort particuliers, capables de faire coopérer la 25 ceinture avec une ligne de carcasse nouvelle telle que la force de traction nécessaire au moment où s'exerce une force extérieure lors la création de la pression interne, à la marche dans des conditions de charge, au passage sur des pierres ou dans des conditions similaires, soit 30 donnée aux câbles dans la partie centrale de la ceinture dans le sens de la largeur et qu'à ce moment l'étirage au voisinage de l'extrémité de la ceinture sait réduit au maximum, c'est-à-dire avec une ligne de carcasse nouvelle telle que l'absorption de tension soit forte dans la 35 partie centrale de la ceinture et faible dans la partie d'extrémité de celle-ci, et elles ont confirmé que la c 6 farce de traction au voisinage de l'extrémité de la ceinture pouvait être convenablement contrôlée, même à la création de la pression interne et à la marche dans des conditions de charge, par les moyens de renfort précités, 5 pour rendre faibles les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture.

D'après l'invention, il est proposé un pneu radial tous-terrains à hautes performances comprenant un pli de carcasse formé d'un ensemble de câbles radiaux s'étendant 10 toroïdalement entre une paire de talons et servant de renfort de l'enveloppe du pneu, et une ceinture superposée autour d'une partie de sommet du pli de carcasse et composée de plusieurs couches de ceinture dont chacune contient des câbles d'acier ou des câbles de 15 fibres ayant un module d'élasticité égal à celui de ces derniers, en tant que renfort de la bande de roulement, couches parmi lesquelles deux couches de ceinture principales au moins présentent une disposition inclinée en sens opposés de telle sorte que les câbles de ces 20 couches contiguës se croisent mutuellement par rapport à l'équateur du pneu, caractérisé en ce que dans une section, dans une attitude spontanée temporaire au moment où le pneu est monté sur une jante, le profil du pli de carcasse a une forme concave telle que la ligne de profil 25 entre en contact avec une ligne droite parallèle à l'axe de rotation du pneu en deux points P de part et d'autre de l'équateur du pneu et se trouve à une distance maximale h de séparation de cette ligne droite au niveau de l'équateur; 50 en ce que les couches principales de la ceinture sont disposées le long du profil concave du pli de carcasse entre lesdits points de contact P; et en ce que le profil extérieur de la bande de roulement est une ligne droite parallèle à l'axe de 35 rotation du pneu ou une courbe légèrement convexe en dehors par rapport à ladite ligne droite.

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Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, la distance du pli de carcasse comprise entre les deux points de contact P dans l'attitude spontanée temporaire se situe dans la gamme de 0,3 à 0,55 fois la largeur 5 maximale de la carcasse et la distance maximale de séparation h du profil du pli de carcasse se situe dans la gamme de 0,0035 à 0,012 fois la hauteur Hp mesurée de la base du talon au point de contact P.

L'invention va être décrite en référence aux dessins 10 ci-annexés.

La fig. 1 est un schéma de principe de la ligne de carcasse selon l'invention.

La fig. 2 est un schéma simplifié de la ligne de carcasse et de la ligne de ceinture selon l'invention, 15 Les fig. 3 et 4 sont des vues en coupe de pneus classiques.

Les fig. 5 à 7 sont des représentations graphiques du mode d'action de pneus.

Les fig. 8 et 9 sont des vues en coupe des pneus 20 selon l'invention.

La fig. 10 est une vue en coupe du pneu radial général.

D'après l'invention, le pli de carcasse est formé en disposant de multiples câbles d'acier parallèlement les 25 uns aux autres et en les noyant dans un caoutchouc de revêtement, et il est incorporé dans le pneu de telle manière que ces câbles se coupent à angle pratiquement droit par rapport à l'équateur du pneu. C'est-à-dire que les câbles du pli de carcasse ont une disposition dite 50 radiale. Par ailleurs, la couche principale de la ceinture désigne au moins deux couches de ceinture parmi plusieurs couches de ceinture qui contiennent chacune des câbles d'acier caoutchoutés ou des câbles de fibres ayant un module d'élasticité égal à celui de ces derniers, 35 disposés avec une inclinaison opposée telle que les câbles de ces couches contiguës se croisent mutuellement 8 par rapport à l'équateur du pneu et soient inclinés d'un angle relativement petit, par exemple de 15 à 30°, par rapport à l'équateur. Si les modules d'élasticité des câbles entre les couches de ceinture sont différents, la 5 couche de câbles de ceinture qui a le plus petit module d'élasticité est exclue de la couche principale de la ceinture. En tout cas, ce sont des couches principales de la ceinture qui absorbent exclusivement la tension circonférentielle sur la bande de roulement du pneu.

10 En général, le câble est fabriqué par tordage de fils d'acier ou de fibres organiques ou minérales, ce qui fait que l'unité d'élasticité normale n'est pas utilisée comme module d'élasticité dans le câble. En conséquence, le module d'élasticité selon l'invention est représenté par 15 l'allongement <%) sous une charge correspondant à 10% de la charge de rupture du câble. C'est-à-dire que des câbles dans lesquels l'allongement sous une charge correspondant à 10% de la charge de rupture ne dépasse pas 0,3% sont utilisés comme câble pour la couche 20 principale de ceinture selon l'invention.

Sur les fig. 1 et 2 sont représentés schématiquement des profils en coupe du pneu, montrant la forme de la carcasse et la forme de la ceinture du pneu selon l'invention, dans une attitude spontanée temporaire au 25 montage du pneu sur une jante ou à l'état de création d'une pression interne correspondant à 10% de la pression interne normale, La fig. 1 montre la forme de base d'une ligne de carcasse 22a dans un pli de la carcasse au niveau d'une section radiale d'un pneu radial 21, tandis 30 que la fig. 2 montre la forme de base de la ligne de ceinture 23a en tant qu'axe neutre de chacune des couches principales de ceinture dans une ceinture 23 (trois couches principales de ceinture dans la forme de réalisation représentée) en plus de la forme de base de 35 la ligne de carcasse représentée sur la fig, 1.

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Il est donné à la ligne de carcasse 22a une forme concave telle que le creux de la ligne de carcasse débute en un point P correspondant à une distance B de l'équateur B du pneu et qu'il soit maximal au point 5 d'intersection C avec l'équateur E. Comme le montre la fig. 2, chaque ligne de ceinture 23a de la ceinture 23 présente une forme concave le long de la région concave de la ligne de carcasse 22a depuis le point d'intersection C jusqu'au point P en dehors d'une partie 10 de sommet 22a de la ligne de carcasse 22 a dans la direction radiale. A titre de comparaison, la partie de sommet de la ligne de carcasse 22a classique, notamment selon la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403, est indiquée par une ligne discontinue 7 15 sur la fig. 1.

D'une manière générale, la ceinture remplit sa fonction en absorbant la tension circonférentielle du pneu, mais lorsque la fonction d'absorption d'une forte tension est imposée au voisinage de l'extrémité de la 20 ceinture, la destruction par décollement à l'extrémité de la ceinture est favorisée en conséquence des contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture.

A cet égard, les auteurs de l'invention ont découvert que le degré de fissuration par décollement produit au 25 voisinage de l'extrémité de la ceinture est proportionnel à la contrainte créée par les efforts à proximité de l'extrémité de la ceinture et qu'en conséquence, la durabilité est améliorée par le contrôle de la valeur de contrainte au voisinage de l'extrémité de la ceinture.

30 Selon ce qui est décrit dans le brevet US n° 4 484 994, il est proposé un procédé consistant à donner une concavité à la ligne de carcasse 7a au niveau de chaque partie d'extrémité de la bande de roulement, suivant ce qui est indiqué par une ligne discontinue sur la fig. 3. 35 Par ce procédé toutefois, les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture sont quelque peu t 10 réduites au gonflage à une pression interne, mais cette réduction est encore insuffisante. En autre, le pli de carcasse se rapproche du voisinage de l'extrémité de la ceinture, ce qui a pour effet contraire d'augmenter à 5 l'inverse les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture pendant la marche dans des conditions de charge et, en conséquence, de favoriser la destruction par décollement-fissuration au voisinage de l'extrémité de la ceinture lorsque le pneu roule sur un 10 sol irrégulier dans des conditions de forte charge, D'autre part, avec la structure de ceinture de la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403, telle que représentée sur la fig. 4, les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de 15 la ceinture sont réduites dans une large mesure à la création de la pression interne et à la marche dans des conditions de charge, ce qui fait que la destruction par décollement-fissuration peut être quelque peu réduite au voisinage de l'extrémité 16a de la ceinture 16, mais 20 cette réduction n'est toujours pas suffisante. Par conséquent, afin de réduire davantage cette destruction, la ceinture 16 doit être creusée largement vers l'extérieur dans la direction radiale du pneu, c'est-à-dire qu'il faut donner une grande courbure à la ceinture 25 16. Dans ce dernier cas, la partie d'extrémité 16a de la ceinture 16 se rapproche de la surface du fond des rayures, c'est-à-dire que la contrainte par effort de déformation due à la force extérieure s'exerçant sur la bande de roulement au contact avec le sol est plus 30 fortement appliquée à la partie d'extrémité de la ceinture, ce qui nuit à la diminution du décollement à l'extrémité de la ceinture,

Comme on l'a mentionné précédement à propos des fig. 1 et 2, lorsque la forme de la ligne de carcasse 22« au 35 niveau de la partie de sommet 22a de celle-ci est concave dans la région B et que la forme de la ceinture 23 est 11 également concave le long de la ligne de carcasse 22« au niveau de la région B, les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture sont supprimées au maximum, non seulement à la création de la pression 5 interne, mais aussi pendant la marche dans des conditions de charge, ce qui est le plus efficace pour éviter le décollement-fissuration à l'extrémité de la ceinture.

C'est-à-dire que quand une forme concave est donnée à la ligne de carcasse 22« et à la ligne de ceinture 23« 10 dans la région du sommet, une tension plus grande que la tension classique et susceptible de contrôler la forme de la bande de roulement peut être appliquée positivement à la partie centrale 23a de la ceinture 23, tandis que les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité de 15 la ceinture sont largement réduites. Le terme "voisinage de l'extrémité de la ceinture 23b" ici utilisé désigne une région qui s'étend depuis l'extrémité de la ceinture sur une distance qui ne dépasse pas 25% d'une moitié de la largeur maximale de la ceinture.

20 En outre, il a été découvert que la destruction par décollement-fissuration au voisinage de l'extrémité de la ceinture 23b est déterminée, non seulement par les contraintes-déformations, mais aussi par la tension-déformation dans l'ensemble de la région.

25 L'effet d'amélioration précité est mis en évidence par les fig. 5 à 7 qui représentent des distributions des contraintes au niveau de parties d'extrémité de la ceinture dans le pneu 21 selon l'invention et dans les pneus classiques 15 et 11 ayant la même dimension, à la 30 création de la pression interne et à la marche dans des conditions de charge, comme mentionné ultérieurement. La fig. 5 représente une distribution de contraintes sur la base de l'invention, obtenue à partir de résultats de l'essai de durabilité sur un tambour, provoquant le 35 décollement-fissuration à l'extrémité de la ceinture.

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Lorsque le pneu selon l'invention roule sur une route irrégulièrement inégale, même s'il est sujet à un endommagement par la projection de pierres qui l'entaillent, il est possible d'éliminer un inconvénient 5 évitable que présente la structure de ceinture ayant une forme concave vers l'extérieur dans la direction radiale du pneu basé sur la description de la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403 selon ce qui a été décrit précédemment à propos de la fig, 4, c'est-à-10 dire le problème consistant en ce que lorsqu'il se produit un endommagement par entaillage au voisinage de l'extrémité de la ceinture, cet endommagement est susceptible de se propager facilement jusqu'au voisinage du pli de carcasse.

Ί5 Selon l'invention, le profil extérieur de la bande de roulement dans l'attitude spontanée au montage du pneu sur la jante est une ligne droite parallèle à l'axe de rotation du pneu ou une ligne courbe légèrement convexe vers l'extérieur, profil qui est sensiblement le même que 20 celui de la périphérie de la bande de roulement dans le moule utilisé classiquement dans la fabrication et la « vylcanisation de ce type de pneu.

Ainsi, le rayon de courbure du profil extérieur de la bande de roulement après la création de la pression 25 interne normale dans le pneu, qui a une forte influence sur 1'échauffernent du pneu au roulement, sur l'usure, sur la distribution des contraintes-déformations à l'intérieur de la bande de roulement, etc., peut être maintenu dans une plage donnée acceptable.

30 D'autre part, en supposant qu'une forme concave soit donnée au profil extérieur de la bande de roulement, alors même qu'il est donné une forme concave à la ligne de carcasse et à la ligne de ceinture des couches principales de la ceinture au niveau de leur partie de 35 sommet selon ce qui a été mentionné ci-dessus, dans le cas de pneus radiaux tous-terrains à hautes performances 13 qui ont de grandes dimensions et exigent une épaisseur assez grande de leur partie bande de roulement en comparaison de pneus pour camions et pour autocars, des calculs et des travaux de projetage très compliqués sont 5 nécessaires pour placer le rayon de courbure de la bande de roulement dans la plage acceptable. En outre, même quand des pneus sont fabriqués dans un moule dessiné conformément aux résultats de calcul obtenus, la forme recherchée de la bande de roulement n'est pas toujours 10 obtenue. En conséquence, des essais par approximations successives sont répétés pour l'obtention de la forme recherchée de la bande de roulement, ce qui nécessite un grand nombre de jours et d'étapes de travail, ainsi que des frais élevés, donnant lieu à la réduction manifeste 15 de la productivité.

Par ailleurs, il s'est confirmé que même quand la forme recherchée de la bande de roulement est obtenue, cette forme est largement dispersée pour chaque pneu par l'hystérèse de charge et l'hystérèse de chaleur au cours 20 de la marche.

Si l'on veut adopter une structure de ceinture différente de celle qui avait été conçue initialement, il faut fabriquer un nouveau moule. En conséquence, un moule est nécessaire pour chaque structure de ceinture, ce qui 25 conduit à une réduction de la productivité.

En outre, le profil extérieur de la bande de roulement conserve le profil concave après la création de la pression interne normale dans le pneu, la pression de contact avec le sol au niveau de chaque extrémité 30 latérale de la bande de roulement est augmentée et, en conséquence, la température au voisinage de l'extrémité de la ceinture au niveau de chaque extrémité latérale de la bande de roulement est élevée, ce qui favorise la dégradation thermique et augmente les contraintes-35 déformations au voisinage de l'extrémité de la ceinture.

B

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Par conséquent, il est visible que le but de l'invention ne peut pas être atteint, A l'inverse, lorsque le profil extérieur de la bande de roulement est convexe et que sa courbure est forte, 5 1‘échauffement dans la partie centrale de la bande de roulement est accentué, ce qui accélère la dégradation thermique de la partie centrale de la bande de roulement et produit finalement sa rupture thermique; en même temps, le déplacement dans la direction radiale du pneu 10 devient excessif au voisinage de l'extrémité de la ceinture pendant le contact de la bande de roulement avec le sol et, par suite, une tension excessive est produite au voisinage de l'extrémité de la ceinture, ce qui fait que la réduction attendue des contraintes-déformations 15 est annulée et que le but de l'invention n'est pas atteint.

De même, un résultat semblable est obtenu lorsque le profil extérieur de la bande de roulement n'est pas uniforme et présente un point d'inflexion.

20 D'après l'invention, on peut obtenir, avec une productivité élevée, des pneus ayant des performances stables et une bonne durabilité, en évitant l'apparition des divers accidents mentionnés précédemment, sans qu'il en résulte des inconvénients dans le dessin du moule de 25 fabrication et de vulcanisation,

Il va de soi que le profil extérieur de la bande de roulement, correspondant à la surface de façonnage dans la cavité du moule vue de l'intérieur du pneu, peut être formé de telle façon que la forme convexe de la partie 30 centrale et des deux parties d'extrémité latérales de la bande de roulement soit réalisée avec le même rayon de courbure ou avec une courbe composite convexe reliant en douceur le rayon de courbure dans la partie centrale à un rayon de courbure, dans chaque partie d'extrémité 35 latérale, différent du rayon de courbure dans la partie centrale.

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Le terme "attitude spontanée temporaire" ici utilisé désigne un état de gonflage à une pression interne correspondant à 10% de la pression interne normale après que le pneu a été monté sur une jante, 5 Dans le pneu radial à hautes performances selon l'invention, la ligne de carcasse présente deux points d'inflexion P de part et d'autre de l'équateur et il lui est donné, entre ces deux points, une forme concave vers l'extérieur dans la direction radiale, tandis que les 10 couches principales de la ceinture sont disposées le long de la ligne de carcasse concave, dans la partie de sommet de celle-ci, avec une forme concave vers l'extérieur en direction radiale, de telle sorte que quand une force extérieure est appliquée au pneu par gonflage à la 15 pression interne ou par la marche dans des conditions de charge ou le passage sur des pierres, la contrainte par effort initial et la contrainte par effort de déformation au voisinage de l'extrémité de la ceinture soient largement réduites l'une et l'autre. Le résultat en est 20 que l'apparition de la destruction par décollement-fissuration, aussi bien que la destruction par entaillage par des pierres ou similaires sont largement réduites, pratiquement pendant la totalité de la période d'utilisation, y compris la période de marche initiale, 25 ce qui fait que la durabilité du pneu est considérablement améliorée. En outre, le profil extérieur de la bande de roulement est convexe ou est une ligne droite parallèle à l'axe de rotation du pneu, ce qui assure des performances de marche stabilisées et la 50 durabilité pendant la totalité de la période d'utilisation. Par ailleurs, il est possible d'utiliser le moule de vulcanisation classique, ce qui augmente considérablement la productivité des pneus.

La raison pour laquelle la distance B entre le point 35 B et le point C se situe dans une gamme de 0,3 à 0,55 fois la moitié V de la largeur maximale de la ligne de 16 carcasse est que quand la distance B dépasse 0,55 fois, le taux d’absorption des tensions dans la partie centrale de la bande de roulement devient excessif et qu'en conséquence, la forme de la bande de roulement devient 5 instable au stade initial après la création de la pression interne, et aussi qu'un fluage incontrôlable est produit dans les couches de ceinture pendant la marche, ce qui rend instable la forme de la bande de roulement; il est alors difficile d'obtenir les performances et la 10 durabilité attendues. La distance B est de préférence comprise entre 0,32 et 0,47 fois la demi-largeur V.

Lorsque la mesure de concavité h se situe dans la gamme de 0,0035 à 0,012 fois la hauteur Hp, l'effet recherché selon l'invention se manifeste de façon 15 particulièrement avantageuse. La mesure de concavité h est de préférence comprise entre 0,005 et 0,009 fois la hauteur H,».

La fig, Ô représente une première forme de réalisation du pneu radial tous-terrains à hautes 20 performances selon l'invention, de dimension 13,00 R33, destiné à être utilisé sur un véhicule de chantier. Le pneu 21 comprend une paire de tringles de talon 25, au moins un pli de carcasse 22 qui s'étend entre ces tringles de talon 25 et est composé de câbles 25 caoutchoutés disposés de manière à former un angle d'environ 90e avec la direction circonférentielle du pneu, et une ceinture 23 superposée autour de la partie de sommet 22a du pli de carcasse 22 vers l'extérieur en direction radiale et composée de plusieurs couches de 50 ceinture contenant chacune des câbles d'acier caoutchoutés.

La ceinture 23 comprend deux couches de ceinture principales 23m, dont les câbles se croisent mutuellement, et une couche de ceinture auxiliaire 23m 35 disposée en dehors des couches de ceinture principales 23m : on a ainsi une première couche 23mi, une deuxième ( Λ 17 couche 23ms et une troisième couche 23ns en considérant la ceinture depuis le côté du pli de carcasse 22.

Le pli de carcasse 22 contient des câbles d'acier ayant chacun la structure (1x3+9+15)x0,23+1, 5 Comme câbles d'acier utilisés dans la ceinture 23, celui de la première et de la deuxième couches 23mt et 23mâ a la structure (7x7)xQ,25+1 et celui de la troisième couche 23m3 est un câble à fort allongement de (3x7 >x0,23+1.

10 Dans la première couche, les câbles, vus de l'extérieur du pneu, sont dirigés vers le haut et vers la droite et l'angle des câbles par rapport à l'équateur est de 20° (désigné ci-après par D20e pour simplifier). De même, les câbles de la deuxième couche 23Ma sont dirigés 15 vers le haut et vers la gauche et l'angle des câbles est de 20° (désigné ci-après par G20“ pour simplifier).

La couche de ceinture auxiliaire a un angle D20°.

Le numéro 26 désigne la bande de roulement, qui recouvre le côté extérieur de la ceinture 23.

20 Le numéro 27 désigne la paroi latérale, qui recouvre une partie latérale du pli de carcasse 22.

La fig. 3 représente une attitude spontanée temporaire du pneu radial à hautes performances 21, lorsqu'il est monté sur une jante ordinaire 29 et gonflé 25 à une pression interne correspondant à 10% de la pression interne normale. Le numéro 30 désigne une ligne de base, qui est une ligne droite passant par les bouts 25a des talons en un point correspondant au diamètre nominal de la jante utilisée avec ce pneu 21 et parallèle à l'axe de 30 rotation du pneu,

La fig, 9 représente la ligne de carcasse 22a et la ligne de ceinture 23a du pneu radial à hautes performances 21 de la fig. S. La ligne de carcasse 22a entre en contact avec une ligne droite parallèle à l'axe 35 de rotation du pneu en un point P situé à une distance maximale de la ligne de base 30 dans la - direction 4 18 radiale. Ce point de contact P existe des deux côtés par rapport à l’équateur E du pneu dans la direction de l'axe de rotation de celui-ci. La ligne de carcasse 22a forme une courbe légèrement concave entre le point de contact P 5 et l'équateur E dans la direction radiale. La hauteur Hp> entre la ligne de base 30 èt le point de contact P ¢416,6 mm) est supérieure d'une mesure de concavité h (2,5 mm) à la hauteur centrale Hc entre la ligne de base 30 et le point d’intersection C entre la ligne de carcasse 22a et 10 l'équateur E. La distance B en direction axiale entre le point de contact P et l’équateur E est égale à 0,40 fais la moitié V de la largeur maximale de la ligne de carcasse 22a (67 mm). D'autre part, la mesure de concavité h est égale à 0,006 fois la hauteur H*, du point 15 de contact.

La ligne de ceinture 23a des couches de ceinture principales 23M a une forme concave vers l'extérieur en direction radiale le long de la ligne de carcasse 22a du pli de carcasse 22 sur toute l'étendue d'une région 20 allant de l'équateur E au point de contact P.

Le profil extérieur 26a de la bande de roulement 26 du pneu 21 est convexe vers l'extérieur en direction radiale, comme le montre la fig. 3, mais il peut être plat. Dans l'attitude spontanée temporaire précitée, le 25 profil extérieur 26a de la bande de roulement 26 a une courbure pratiquement semblable à. celle de la partie correspondant à la bande de roulement de la cavité d'un moule usuel utilisé pour la vulcanisation du pneu radial à hautes performances 21. Le moule usuel peut donc être 30 utilisé dans la vulcanisation du pneu selon l'invention, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser plusieurs moules ayant des formes coimpliquées spéciales, ce qui se traduit par une forte amélioration de la productivité des pneus.

35 Lorsque le pneu 21 est gonflé à la pression interne

normale, la hauteur H,» du point P, séparé de l'équateur E

m 19 par la distance B, est de 418,6 mm et, en conséquence, la mesure de concavité h est de -1,2 mm. C'est-à-dire que la forme concave de la ligne de carcasse est transformée en une forme convexe, ce qui fait que la dimension de la 5 ligne de carcasse est augmentée de 3,7 mm au centre du sommet et d'environ 2 ram. à proximité du point P, ce qui donne une distribution de tension appropriée à la ceinture. Ainsi, une tension élevée est donnée de façon optimale à la partie centrale du sommet dans les couches 10 de ceinture principales 23M, tandis que la tension est fortement réduite au voisinage de la partie d'extrémité de la ceinture 23b, d'où il résulte que les contraintes-déformations au voisinage de l'extrémité 23b de la ceinture sont réduites, ce qui élimine dans une large 15 mesure l'apparition de la destruction par décollement.

L'effet de l'invention est ci-après mis en évidence à l'aide de trois pneus d'essai (exemple et exemples comparatifs 1 et 2).

Comme pneus d'essai, on a utilisé un premier pneu 20 correspondant à celui qui est représenté sur la fig. 8 (exemple), un deuxième pneu correspondant au pneu classique représenté sur la fig. 10 et un troisième pneu correspondant au pneu de la fig. 4, basé sur la description de la demande de brevet japonaise publiée 25 avant examen n° 61-157403, ces pneus étant des pneus de dimension 18,00 R33, Le câble de ceinture et le câble du pli de carcasse dans le deuxième et le troisième pneus étaient les mêmes que dans le premier pneu. En premier lieu, les résultats de calcul tirés d'expériences sur les 30 contraintes-déformations dans la demi-largeur de la couche de ceinture sont représentés respectivement sur les fig. 5a, 5b, 6a, 6b, 7a et 7b. Les fig. 5a et 5b représentent les résultats concernant le premier pneu dans l'exemple selon l'invention, les fig. 6a et 6b 35 représentent les résultats concernant le deuxième pneu dans l'exemple classique de la fig. 10 et les fig. 7a et * 1* 20 7b représentent les résultats concernant le troisième pneu de la flg. 4, tel que décrit dans la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403, les fig. 5a, 6a et 7a étant des représentations graphiques de 5 la contrainte circonférentielle appliquée à une moitié de la plus grande largeur de la ceinture à. la création de la pression interne dans ces pneus d'essai respectivement et les fig, 5b, 6b et 7b étant des représentations graphiques de la contrainte circonférentielle appliquée à 10 la moitié de la plus grande largeur de la ceinture à la marche dans des conditions de charge dans ces trois pneus d'essai respectivement. Sur les fig. 5a, 5b, 6a, 6b, 7a et 7b, par rapport à une origine où la contrainte circonférentielle de la couche de ceinture est nulle, le 15 côté supérieur de l'axe des ordonnées représente le pourcentage de contrainte de traction Ckgf/mm) et son côté inférieur représente le pourcentage de contrainte de compression (kgf/mm). L'axe des abscisses représente la position sur la couche de ceinture dans la direction de 20 la largeur, l'équateur de la bande de roulement constituant le point d'origine.

On a porté sur ces graphiques la contrainte sur une demi-largeur de la couche de ceinture et, en particulier, la région 23b au voisinage de l'extrémité de la ceinture, 25 qui est la plus importante selon l'invention, est clairement représentée sur ces figures, La région 23b correspond à 25% de la moitié de la plus grande largeur des couches de la ceinture.

L'expérience et le calcul pour la mesure des valeurs 30 numériques sont décrits ci-après.

En premier lieu, le module d'élasticité et des paramètres similaires des matériaux utilisés dans les pneus d'essai sont mesurés, afin de spécifier la constante du matériau à partir de laquelle le calcul de 35 FEM est effectué. Puis différentes valeurs sont mesurées après que le pneu a été fabriqué, monté sur une jante

«A

21 ordinaire, gonflé à la pression interne normale et soumis à une charge normale, ces mesures étant vérifiées avec les résultats de calcul précédents.

Ces résultats ont été portés sur les fig. 5a à 7b.

5 L'effet de l'invention peut être mis en évidence par ces graphiques. En effet, dans le premier pneu selon l'invention, la contrainte de traction dans la région 23b au voisinage de l'extrémité de la ceinture est beaucoup plus faible que celles des exemples comparatifs, non 10 seulement à. la création de la pression interne, mais aussi à la marche dans des conditions de charge. En particulier, la réduction de la contrainte à la marche dans des conditions de charge est manifeste. En outre, la contrainte de traction dans la partie centrale de la 15 ceinture est élevée dans la mesure attendue et convenable. D'autre part, la contrainte de la couche de ceinture dans le pneu de la demande de brevet japonaise publiée avant examen n° 61-157403 servant d'exemple comparatif est améliorée en comparaison du cas du pneu 20 classique, mais le degré d'amélioration n'atteint pas le niveau obtenu dans le cas de l'invention.

L'essai de durabilité a été ensuite mené sur les trois mêmes pneus d'essai et on a obtenu les résultats suivants. On a effectué l'essai en utilisant une machine 25 à tambour de laboratoire dans les conditions usuelles d'essai de durabilité, le pneu d'essai étant monté sur une jante ordinaire, gonflé à la pression interné normale, puis mis en marche à une vitesse de 20 km/h.

Dans ces conditions, on a d'abord fait rouler le pneu 30 sous une charge correspondant à 80% de la charge normale pour éliminer la contrainte résiduelle supplémentaire, puis on est passé à la charge normale, après quoi la marche a été poursuivie en augmentant graduellement la charge à raison de 10% de la charge normale. La 35 destruction par décollement-fissuration dans la région de l'extrémité de la ceinture a été évaluée en utilisant *« 22 comme critère la "hernie" au voisinage de l'extrémité de la bande de roulement, qui est nettement visible de l'extérieur. Les résultats de l'essai de durabilité ont été représentés dans le tableau 1 suivant par le taux de 5 charge <%> qui produit la destruction par rapport à la charge normale et par la distance de marche jusqu'à l'apparition de la destruction. La distance de marche a été représentée par un pourcentage, en prenant comme base la distance de l'exemple comparatif 1 à laquelle a été 10 attribuée la valeur 100, la propriété étant d'autant meilleure que la valeur est plus élevée.

Tableau 1

Type de pneu „ π „ r ni Exemple Exemple gXQjjmle * r

Terme d'évaluation y comparatif 1 comparatif 2 15 Taux de charge à la destruction (%) 200 160 180

Distance de marche jusqu’à l'apparition de la destruction 184 100 159

Comme on le voit d'après le tableau 1, la durabilité 20 du pneu selon l'invention est fortement augmentée.

Comme mentionné ci-dessus, il est passible, d'après l'invention, de contrôler convenablement, aussi bien la contrainte par effort initial que la contrainte par effort de déformation au voisinage de l'extrémité de la 25 ceinture, produites au niveau de la ceinture destinée à renforcer la bande de roulement, sans que cela nécessite l'utilisation d'un moule spécial, ce qui fait que la durabilité de la ceinture du pneu est améliorée, que les performances du pneu sont stabilisées et que la 30 productivité des pneus est considérablement améliorée.

Claims (2)

1. 23
2. 1,- Pneu radial tous-terrains à hautes performances comprenant un pli de carcasse (22) formé d'un ensemble de câbles radiaux s'étendant toroïdalement entre une paire 5 de talons (25) et servant de renfort de l'enveloppe <27) du pneu ¢21), et une ceinture <23> superposée autour d'une partie de sommet du pli de carcasse et composée de plusieurs couches de ceinture (23m, 23m) dont chacune contient des câbles d'acier ou des câbles de fibres ayant 10 un module d'élasticité égal à celui de ces derniers, en tant que renfort de la bande de roulement (26), couches parmi lesquelles deux couches de ceinture principales <23mi , 23mss) au moins présentent une disposition inclinée en sens opposés de telle sorte que les câbles de ces 15 couches contiguës se croisent mutuellement par rapport à l'équateur CE) du pneu, caractérisé en ce que dans une section <B>, dans une attitude spontanée temporaire au moment où le pneu est monté sur une jante (29), le profil du pli de carcasse a une forme concave telle que la ligne 20 de profil (22λ) entre en contact avec une ligne droite parallèle à l'axe de rotation du pneu en deux points P de part et d'autre de l'équateur (E) du pneu et se trouve à une distance maximale h de séparation de cette ligne droite au niveau de l'équateur; 25 en ce que les couches principales (23mi , 23ms») de la ceinture (23) sont disposées le long du profil concave du 24 pli de carcasse (22) entre lesdits points de contact P; et en ce que le profil extérieur <26a) de la bande de roulement <26) est une ligne droite parallèle à l'axe de 5 rotation du pneu ou une courbe légèrement convexe en dehors par rapport à ladite ligne droite, 2, - Pneu radial tous-terrains à hautes performances selon la revendication 1, dans lequel la distance entre lesdits deux points P dans ledit profil de carcasse, dans 10 ladite attitude spontanée temporaire, se situe dans la gamme de 0,3 à 0,55 fois la largeur maximale de la carcasse, et la distance maximale de séparation de ladite ligne de carcasse <22a> par rapport à une ligne reliant lesdits points P se situe dans la gamme de 0,0035 à 0,012 15 fois la hauteur mesurée entre une ligne de base C30) et lesdit points P. 3, - Pneu radial tous-terrains à hautes performances selon la revendication 1, dans lequel ladite attitude spontanée temporaire est un état dans lequel le pneu est 20 monté sur une jante et gonflé à une pression interne correspondant à 10% de la pression interne normale.