BR112012013475B1

BR112012013475B1 - pneu com um talão aperfeiçoado

Info

Publication number: BR112012013475B1
Application number: BR112012013475-2A
Authority: BR
Inventors: Fréderic Bourgeois
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2020-11-03
Also published as: US9649891B2; RU2012127574A; US20120325390A1; FR2953457B1; CN102639341B; CN102639341A; FR2953457A1; BR112012013475A2; WO2011067211A3; RU2527873C2; EP2507078A2; EP2507078B1; BR112012013475A8; JP2013512814A; WO2011067211A2

Abstract

PNEU COM UM TALÃO APERFEIÇOADO Pneu compreendendo dois talões (20) cada um compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço anular (70) e um reforço de carcaça (60) ancorado nos dois talões por uma redobra, em que cada talão compreende um enchimento de talão (110) formado de um composto de borracha, o enchimento de talão estendendo-se radialmente até uma distância radial DBE do ponto radialmente mais interno da estrutura de reforço anular do talão, a distância radial DBE sendo menor que ou igual a 10% da altura radial H do pneu, pelo menos uma parede lateral do pneu também compreendendo um reforço enrijecedor (140) formado de uma pluralidade de elementos de reforço de metal (145, 146, 147) orientados ao longo de um ângulo menor que ou igual a 10 graus em relação à direção circunferencial, este reforço enrijecedor estando posicionado de tal modo que a distância DAE entre o ponto radialmente mais interno (71) da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente externa (142) do reforço enrijecedor é maior que ou igual a 20% e menor que ou igual a 40% da altura H, e de tal modo que a distância DAI entre o ponto radialmente mais interno (71) da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente interna (141) do reforço enrijecedor é menor (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a pneus para veículos de passageiro, e especialmente aos talões destes pneus.

FUNDAMENTO

[0002] A redução das emissões de gás de efeito estufa dos transportes é um dos principais desafios que os fabricantes de veículo consideram enfrentar atualmente. O pneu constitui-se em uma fonte significativa de progresso, por meio de uma redução na resistência a rolamento, uma vez que isto tem um impacto direto no consumo de combustível do veículo. Alguns avanços notáveis foram obtidos, como é testemunhado, por exemplo, pelo grande sucesso do pneu Energy™ Saver comercializado pela Michelin. A tecnologia usada torna possível economizar próximo a 0.2 I de combustível por 100 km em ciclo misto, o que corresponde a uma redução próxima a 4 g de C02 por km, ou cerca de uma tonelada de C02 não emitida na atmosfera durante a vida útil de um veículo.

[0003] Considerando o aumento previsível do preço do petróleo e a conscientização ecológica cada vez maior dos consumidores, não obstante, é necessário continuar os esforços que visam reduzir a resistência a rolamento de pneus.

[0004] O conjunto formado pelo talão e a parte mais interna da parede lateral de um pneu está entre os componentes do pneu cuja estrutura tem uma repercussão muito acentuada na resistência a rolamento do pneu. Ele tem um papel múltiplo: ele absorve as tensões do reforço de carcaça e transmite as cargas as quais o pneu é submetido da parede lateral para o aro. Sua influência na estabilidade do pneu na estrada é considerável, especialmente quando o pneu está altamente carregado. Todas estas funções são providas de costume pela combinação de um reforço (compreendendo o arame de talão e a redobra do reforço de carcaça ao redor dele) e de um "enchimento de talão" confeccionado de um composto de borracha. O compromisso entre a rigidez a ser atingida, em particular para a orientação da coroa, e a autonomia esperada geralmente leva a escolha de uma certa trajetória do reforço de carcaça, e a usar um enchimento de talão volumoso (alto e/ou espesso) e rígido. Infelizmente, esta geometria implicará em uma alta perda histerética, especialmente no enchimento de talão. Em uma região radialmente externa remota do arame de talão, o efeito enrijecedor provido pelo arame de talão e a redobra do reforço de carcaça é reduzido. A fim de obter enrijecimento suficiente nesta região, o enchimento de talão tem que ser ainda mais volumoso, o que resulta em uma perda histerética ainda maior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Um dos objetos da presente invenção é prover um pneu para veículos de passageiro que tenha uma resistência a rolamento muito baixa. Este objeto é atingido reduzindo o volume do enchimento de talão o máximo possível e provendo um reforço de histerese muito baixa e que seja adequado para assumir o papel enrijecedor do enchimento de talão.

[0006] Mais especificamente, este objeto é atingido por um pneu compreendendo: - dois talões projetados para entrar em contato com um aro de montagem, cada talão compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço anular; - duas paredes laterais estendendo-se dos talões radialmente para fora, as duas paredes laterais unindo-se em uma coroa compreendendo um reforço de coroa, encimado por uma banda de rodagem; - pelo menos um reforço de carcaça estendendo-se dos talões através das paredes laterais para a coroa, o reforço de carcaça compreendendo uma pluralidade de elementos de reforço de carcaça e estando ancorada nos dois talões por uma redobra ao redor da estrutura de reforço anular de tal modo a formar em cada talão uma porção principal e uma porção de envoltório, cada porção de envoltório estendendo-se radialmente para fora de uma extremidade localizada em uma distância radial DRE do ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular do talão, a distância radial DRE sendo maior que ou igual a 5% e menor ou igual a 20% da altura radial H do pneu, e preferencialmente maior que ou igual a 7% e menor ou igual a 18% da altura radial H do pneu.

[0007] Cada talão compreende um enchimento de talão formado de um composto de borracha que preferencialmente tem um módulo de elasticidade maior que ou igual a 40 MPa e menor ou igual a 60 MPa, o enchimento de talão estando localizado, pelo menos parcialmente, radialmente fora da estrutura de reforço anular e pelo menos parcialmente entre a porção principal e a porção de envoltório do reforço de carcaça, o enchimento de talão estendendo-se radialmente até uma distância radial DBE do ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular do talão, a distância radial DBE sendo menor ou igual a 10% da altura radial H do pneu.

[0008] Pelo menos uma parede lateral, e preferencialmente ambas as paredes laterais, do pneu também compreende um reforço enrijecedor formado de uma pluralidade de elementos de reforço de metal orientada ao longo de um ângulo menor que ou igual a 10 graus (e preferencialmente menor que ou igual a 5 graus) em relação à direção circunferencial, este reforço enrijecedor estando posicionado de tal modo que a distância DAE entre o ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente externa do reforço enrijecedor é maior que ou igual a 20% e menor ou igual a 40% da altura radial H do pneu - e preferencialmente maior que ou igual a 25% e menor ou igual a 35% da altura radial H do pneu - e de tal modo que a distância DAI entre o ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente interna do reforço enrijecedor é menor que ou igual a 20% da altura radial H do pneu.

[0009] A queda na resistência a rolamento é essencialmente devido à redução do volume do enchimento de talão. De fato, o enchimento de talão é convencionalmente formado de um composto de borracha de alta histerese. Quando o enchimento de talão é deformado, ele dissipa, por conseguinte, uma grande quantidade de energia. Uma redução no volume do enchimento de talão induziria a uma queda na rigidez de esterço do pneu. Em um pneu de acordo com a invenção, a rigidez de esterço é astutamente mantida pela presença do reforço enrijecedor metálico.

[0010] De acordo com uma modalidade vantajosa, o enchimento de talão tem uma espessura axial E(r), esta espessura axial correspondente ao comprimento da interseção do enchimento de talão com uma linha reta paralela ao eixo de rotação do pneu e tendo uma interseção com o enchimento de talão em uma distância radial r do ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular, a espessura axial E(r) sendo de tal modo que, na faixa de distâncias r entre 0% e 10% da altura radial H do pneu, a variação da espessura axial 3E(r)/3r é menor que ou igual a -0.5 mm/mm sobre pelo menos 3% da altura radial H do pneu.

[0011] Bons resultados também foram obtidos com um pneu em que o enchimento de talão tem uma espessura axial E(r), esta espessura axial correspondente ao comprimento da interseção do enchimento de talão com uma linha reta paralela ao eixo de rotação do pneu e tendo uma interseção com o enchimento de talão em uma distância radial r do ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular, o valor da espessura axial E(r) sendo de tal modo que, na faixa de distâncias r entre 0% e 10% da altura radial H do pneu, a variação da espessura axial dE(r)/dr é menor que ou igual a -1 mm/mm sobre pelo menos 1 .5% da altura radial H do pneu.

[0012] Com surpresa, observou-se que a redução da resistência a rolamento é particularmente significativa quando o reforço enrijecedor é "dividido", quer dizer composto de uma pluralidade de elementos de reforço descontínuos, estes elementos de reforço estando posicionados em uma pluralidade de círculos concêntricos ao eixo de rotação do pneu. Este efeito não é até agora completamente compreendido: parece estar ligado à redução controlada da rigidez extensional do reforço enrijecedor tornada possível pela divisão.

[0013] Inesperadamente, excelentes resultados são obtidos quando a divisão do reforço enrijecedor corresponde àquela feita em certos reforços complementares de pneus de veículos de engenharia civil com vista a aperfeiçoar sua autonomia, como é ensinado no documento US 6 935 394 B2 (também publicado como WO 03/103990 A1), que está incorporado neste documento por referência. Em um pneu de acordo com esta modalidade vantajosa, o reforço enrijecedor é composto de uma pluralidade de elementos de reforço descontínuos de comprimento L0, estes elementos de reforço estando posicionados em uma pluralidade de círculos (C, C1, C2) concêntricos ao eixo de rotação do pneu montados em seu aro, cada círculo sendo definido por um raio médio (R, R1, R2) medido em relação a dito eixo de rotação, cada elemento de reforço descontínuo de comprimento L0 localizado em um círculo C de raio R sendo mecanicamente acoplado sobre os comprimentos de acoplamento L11 e L12, respectivamente, com dois elementos de reforço descontínuos localizado em um círculo C1 de raio R1 menor que o raio R, dito círculo sendo imediatamente adjacente ao círculo C, em que os comprimentos de acoplamento L11 e L12, L11 sendo maior que ou igual a L12, sustentando a seguinte relação: 1,5 < K<4 com K = (1 -L12/L0)/(1 -L11/L0).

[0014] Respeitando esta relação para todos os reforços descontínuos de todos os círculos, uma distribuição ótima das extremidades dos elementos de reforço descontínuos é obtida.

[0015] Esta ótima distribuição pode ser atingida colocando o reforço enrijecedor no molde de pneu conformado como um toro ou do contrário em um tambor de construção antes de conformar dito reforço enrijecedor.

[0016] Esta relação aplica-se seja ou não o comprimento L0 idêntico a todos os cabos.

[0017] Mais preferencialmente ainda, K é de tal modo que 2 < K < 2,5.

[0018] É claro que quando é afirmado que os elementos de reforço são posicionados em círculos concêntricos, é importante compreender que estes elementos de reforço podem ser colocados em espirais, e que cada elemento de reforço é posicionado em uma curva similar a um arco de um círculo.

[0019] De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa, cada elemento de reforço descontínuo de comprimento L0 localizado em um círculo C de raio R é mecanicamente acoplado sobre comprimentos de acoplamento L11 e L12, com dois elementos de reforço descontínuos localizados em um círculo C1 de raio R1, o círculo imediatamente adjacente ao círculo C, o comprimento de acoplamento L11 sendo maior que ou igual a 55% de L0 e menor ou igual a 75% de L0, e o comprimento de acoplamento L12 sendo maior que ou igual a 10% de L0 e menor ou igual a 30% de L0; e cada elemento de reforço descontínuo de comprimento L0 localizado em um círculo C de raio R é mecanicamente acoplado sobre comprimentos de acoplamento L21 e L22, com dois elementos de reforço descontínuos localizados em um círculo C2 de raio R2, o círculo imediatamente adjacente ao círculo C1, o comprimento de acoplamento L21 sendo maior que ou igual a 20% de L0 e menor ou igual a 40% de L0, e o comprimento de acoplamento L22 sendo maior que ou igual a 45% de L0 e menor ou igual a 65% de L0.

[0020] Excelentes resultados são obtidos quando o aro de montagem compreende uma parte que forma um assento de aro compreendendo um flange de aro de perfil substancialmente circular, e quando a extremidade radialmente externa do reforço enrijecedor está localizada em uma linha reta J2 que passa através do centro J do perfil do flange de aro e cria um ângulo a (alfa) que é aberto axialmente para dentro e radialmente para fora, o ângulo a (alfa) sendo maior que ou igual a 90° e menor ou igual a 120°, e preferencialmente maior que ou igual a 100° e menor ou igual a 1 15°.

[0021] Obviamente que é possível e mesmo desejável combinar duas ou mais das modalidades descritas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] A fig. 1 representa um pneu de acordo com a arte anterior.

[0023] A fig. 2 representa uma vista em perspectiva parcial de um pneu de acordo com a arte anterior.

[0024] A fig. 3 representa, em seção radial, um quarto de um pneu de acordo com a arte anterior.

[0025] A fig. 4 ilustra como a altura H de um pneu é determinada.

[0026] As figs. 5 a 8 representam, em seção radial, uma porção de um pneu de acordo com uma modalidade da invenção.

[0027] A fig. 9 ilustra como a espessura axial do enchimento de talão é determinada.

[0028] A fig. 10 mostra a disposição dos reforços de uma lona do reforço enrijecedor usada nos talões do pneus representados nas figs. 5 e 6.

[0029] As figs. 11 e 12 representam a espessura do enchimento de talão do pneu representada na fig. 5 e variação do mesmo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0030] Quando o termo "radial" é usado, é importante distinguir entre vários diferentes usos da palavra entre aqueles que são versados na arte. Primeiro, a expressão se refere a um raio do pneu. É neste sentido que um ponto P1 é dito estar "radialmente dentro" de um ponto P2 se ele está mais próximo do que o P2 do eixo de rotação do pneu. Inversamente, um ponto P3 é dito estar "radialmente fora" de um ponto P4 (ou "radialmente no exterior" de um ponto P4) se ele está mais distante do que o ponto P4 do eixo de rotação do pneu. Será dito que um avança "radialmente para dentro (ou para fora)" quando um avança na direção de menores (ou maiores) raios. Quando as distâncias radiais estão sendo discutidas, este significado do termo também se aplica.

[0031] No entanto, uma trama ou reforço é dito ser "radial" quando a trama ou elementos de reforço do reforço forma com a direção circunferencial um ângulo maior que ou igual a 80° e menor ou igual a 90°. É importante notar que neste documento o termo "trama" deve ser interpretado no sentido mais amplo, e compreende tramas na forma de monofilamentos, multifilamentos, um cabo, um fio ou um conjunto equivalente, e isto independente do material do qual a trama é confeccionada ou o revestimento aplicado a ela para aumentar sua aderência com a borracha.

[0032] Por último, "seção radial" aqui significa uma seção tomada ao longo de um plano contendo o eixo de rotação do pneu.

[0033] Uma direção "axial" é uma direção paralela ao eixo de rotação do pneu. Um ponto P5 é dito estar "axialmente dentro" de um ponto P6 se ele estiver mais próximo que o ponto P6 do plano médio do pneu. Inversamente, um ponto P7 é dito estar "axialmente fora" de um ponto P8 (ou "axialmente no exterior" de um ponto P8) se ele está mais distante do que o ponto P8 do plano médio do pneu. O "plano médio" do pneu é aquele plano que é perpendicular ao eixo de rotação do pneu e é equidistante das estruturas de reforço anular de cada talão.

[0034] Uma direção "circunferencial" é uma direção que é perpendicular tanto a um raio do pneu quanto à direção axial. Uma seção "circunferencial" é uma seção tomada ao longo de um plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu.

[0035] Dois elementos de reforço são ditos ser "paralelos" neste documento quando o ângulo formado entre os dois elementos é menor que ou igual a 20°.

[0036] A expressão "superfície de rolamento" é compreendida como significando todos os pontos da banda de rodagem de um pneu que entram em contato com o solo quando o pneu está rodando.

[0037] A expressão "composto de borracha" significa uma composição de borracha compreendendo pelo menos um elastômero e pelo menos um material de enchimento.

[0038] A expressão "módulo de elasticidade" de um composto de borracha é compreendida como significando o secante de módulo tênsil obtido sob tensão de acordo com a norma ASTM D 412 de 1998 (amostra de teste "C"): os módulos secantes aparentes a 10% de alongamento, indicado por "MA10" e expressos em MPa, são medidos em segundo alongamento (ou seja, após um ciclo de acomodação) (temperatura normal e condições de higrometria de acordo com a norma ASTM D 1349 de 1999). Este módulo de elasticidade deve ser distinguido dos módulos de elasticidade obtidos sob compressão, os valores dos quais são em geral muito diferentes dos módulos obtidos sob extensão.

[0039] Para facilitar a leitura da descrição das variantes mostradas com as figuras, as mesmas referências são usadas para indicar elementos estruturais idênticos.

[0040] A fig. 1 representa esquematicamente um pneu 10 de acordo com a arte anterior. O pneu 10 tem uma coroa compreendendo um reforço de coroa (não visível na fig. 1) encimado por uma banda de rodagem 40, duas paredes laterais 30 estendendo-se da coroa radialmente para dentro, e dois talões 20 radialmente dentro com relação às paredes laterais 30.

[0041] A fig. 2 representa esquematicamente uma vista em perspectiva parcial de um pneu 10 de acordo com a arte anterior e mostra os vários componentes do pneu. O pneu 10 compreende um reforço de carcaça 60 consistindo de tramas 61 revestidas em composto de borracha, e dois talões 20, cada um compreendendo estruturas de reforço anulares 70 que mantêm o pneu 10 no aro da roda (não mostrado). O reforço de carcaça 60 é ancorado em cada um dos talões 20. O pneu 10 também tem um reforço de coroa compreendendo duas lonas 80 e 90. Cada lona 80, 90 é reforçada com elementos de reforço filamentares 81 e 91 que são paralelos em cada camada e cruzados de uma camada para a outra, criando com a direção circunferencial ângulos de entre 10° e 70°. O pneu também contém um reforço por acintamento 100 que é provido radialmente fora do reforço de coroa. Este reforço por acintamento é constituído por elementos de reforço 101 orientados circunferencialmente e enrolados em uma espiral. Uma banda de rodagem 40 é colocada no reforço por acintamento; é esta banda de rodagem 40 que provê o contato entre o pneu 10 e a estrada. O pneu 10 ilustrado é um pneu "sem câmara": ele compreende um "revestimento interno" 50 confeccionado de um composto de borracha impermeável à inflação de gás e abrangendo a superfície interna do pneu.

[0042] A fig. 3 representa esquematicamente, em seção transversal radial, um quarto de um pneu de referência 10, do tipo Energy™ Saver comercializado pela Michelin. O pneu 10 tem dois talões 20 projetados para estar em contato com um aro de montagem (não mostrado), cada talão 20 compreendendo arame de talão 70. Duas paredes laterais 30 estendem-se dos talões 20 radialmente para fora e se unem em uma coroa 25 compreendendo um reforço de coroa constituído por uma primeira camada de elementos de reforço 80 e uma segunda camada de elementos de reforço 90, com uma banda de rodagem 40 encimando-as radialmente. Cada camada compreende elementos de reforço filamentares revestidos em uma matriz formada de composto de borracha. Os elementos de reforço de cada camada são aproximadamente paralelos entre si, enquanto os elementos de reforço das duas camadas são cruzados de uma camada para a outra em um ângulo de aproximadamente 20°, como é bem conhecido para aqueles que são versados na arte de chamados pneus radiais. O plano médio do pneu comporta a referência 130.

[0043] O pneu 10 também tem um reforço de carcaça 60 que se estende dos talões 20 ao longo das paredes laterais 30 para a coroa 25. Este reforço de carcaça 60 aqui compreende elementos de reforço filamentares orientados aproximadamente radialmente, significando que eles formam com a direção circunferencial um ângulo maior que ou igual a 80° e menor ou igual a 90°.

[0044] O reforço de carcaça 60 compreende uma pluralidade de elementos de reforço de carcaça ancorada nos dois talões 20 por uma redobra ao redor do arame de talão 70, de tal modo a formar em cada talão uma porção principal 62 e uma porção de envoltório 63. A porção de envoltório 63 estende-se radialmente para fora até uma extremidade 64 que se encontra a uma distância radial DRE do ponto mais interno radialmente 71 da estrutura de reforço anular do talão, a distância radial DRE aqui sendo igual a 19% da altura radial H do pneu.

[0045] A "altura radial" H de um pneu é definida como a distância radial do ponto mais interno radialmente 71 da estrutura de reforço anular 70 do talão 20 para o ponto radialmente mais externo 41 (fig. 4) da banda de rodagem 40 quando o pneu 10 é montado em um aro de montagem 5 (como retratado na fig. 4) e inflado a sua pressão de trabalho.

[0046] Cada talão compreende um enchimento de talão 110, o enchimento de talão estando situado basicamente radialmente no exterior do arame de talão 70 e entre a porção principal 62 e a porção de envoltório 63 do reforço de carcaça 60.

[0047] Aqui, o composto de borracha usado tem um módulo de elasticidade de 56 MPa.

[0048] Cada talão também compreende uma faixa externa ou camada 120 colocada axialmente no exterior do reforço de carcaça e do enchimento de talão. A faixa externa 120 estende-se radialmente para fora de extremidade radialmente interna 121 situada a uma distância DEI do ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70, para uma extremidade radialmente externa 122 situada a uma distância DEE do ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70. Neste caso, a distância DEI é igual a 6.5%, e a distância DEE é igual a 41 .5% da altura radial H do pneu.

[0049] As figs. 5 e 6 representam, em seção radial, uma porção de um pneu de acordo com uma modalidade da invenção.

[0050] A fig. 5 representa esquematicamente um pneu 10 compreendendo dois talões 20 (apenas um dos quais está representado) projetados para estarem em contato com um aro de montagem (não mostrado), cada talão compreendendo um arame de talão 70. Duas paredes laterais 30 estendem- se dos talões 20 radialmente para fora. As duas paredes laterais se unem em uma coroa 25 compreendendo um reforço de coroa constituído por duas lonas 80 e 90, encimadas por uma banda de rodagem 40. Um reforço de carcaça 60 estende-se dos talões 20 através das paredes laterais 30 para a coroa 25. O reforço de carcaça 60 compreende uma pluralidade de elementos de reforço de carcaça; ela é ancorada nos dois talões 20 por uma redobra ao redor do arame de talão 70, de tal modo a formar em cada talão uma porção principal 62 e uma porção de envoltório 63. A porção de envoltório 63 estende-se radialmente para fora para uma extremidade 64 situada a uma distância radial DRE do ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70. A distância radial DRE aqui é igual a 16% da altura radial H do pneu.

[0051] O talão 20 compreende um enchimento de talão 110 formado de um composto de borracha tendo um módulo de elasticidade maior que ou igual a 40 MPa e menor ou igual a 60 MPa.

[0052] A Tabela I dá, como um exemplo, a composição de um composto de borracha que pode ser usado como enchimento de talão. A composição é dada em phr ("partes por cem de borracha"), quer dizer, partes por peso por 100 partes por peso de borracha. O módulo elástico correspondente MA10 também é indicado. Tabela I

Notas da Tabela I: [1] Borracha natural [2] Negro de fumo série 330 (ASTM) [3] N-(1,3-dimetilbutil)-N'-fenil-p-fenilenodiamina [4] Hexametilenotetramina [5] N-terc-butil-2-benzotiazilsulfenamida

[0053] O enchimento de talão é preferencialmente baseado em pelo menos um elastômero dieno, um material de enchimento de reforço e um sistema de reticulação.

[0054] A expressão elastômero "dieno" (ou igualmente borracha) é compreendida como significando, de uma maneira conhecida, um elastômero derivado pelo menos parcialmente (ou seja, um momopolímero ou um copolímero) de monômeros dieno, quer dizer, de monômeros comportando duas ligações duplas de carbono-carbono conjugadas ou não conjugadas.

[0055] O elastômero dieno usado é preferencialmente escolhido do grupo composto de polibutadienos (BR), borracha natural (NR), poliisoprenos sintéticos (IR), copolímeros de butadieno-estireno (SBR), copolímeros de isopreno-butadieno (BIR), copolímeros de isopreno-estireno (SIR), copolímeros de butadieno-estireno-isopreno (SBIR) e misturas destes elastômeros.

[0056] Uma modalidade preferida usa um elastômero de "isopreno", quer dizer um momopolímero ou copolímero de isopreno, em outras palavras, um elastômero dieno escolhido do grupo composto de borracha natural (NR), poliisoprenos sintéticos (IR), os diferentes copolímeros de isopreno e misturas destes elastômeros.

[0057] O elastômero de isopreno é preferencialmente borracha natural ou um poliisopreno sintético do tipo cis-1,4. Entre estes poliisoprenos sintéticos, uso é feito Preferencialmente de poliisoprenos tendo um teor (mol %) de ligações de cis-1,4 maior que 90%, mais preferencialmente ainda maior que 98%. De acordo com outras modalidades preferidas, o elastômero dieno pode ser composto, completamente ou parcialmente, de um outro elastômero dieno, tal como, por exemplo, um elastômero SBR (E-SBR ou S-SBR) usado como uma mistura ou não com outro elastômero, por exemplo, de tipo BR.

[0058] A composição de borracha também pode compreender todos ou alguns dos aditivos costumeiramente usados em matrizes de borracha para manufatura de pneus, tal como, por exemplo, materiais de enchimento de reforço, tais como negro de carbono ou materiais de enchimento inorgânicos, tais como sílica, agentes de acoplamento para o material de enchimento inorgânico, agentes anti-envelhecimento, antioxidantes, plastificantes ou óleos extensores, sejam os últimos de natureza aromática ou não aromática (em particular, óleos que são muito ligeiramente aromáticos ou são não aromáticos, por exemplo, do tipo naftênico ou parafina, tendo uma viscosidade alta ou preferencialmente baixa, óleos MES ou TDAE, resinas plastificantes tendo Tgalta acima de 30°C), agentes que facilitam o processamento (processabilidade) de composições no estado não curado, resinas adesivas, um sistema de reticulação baseado ou em enxofre ou em peróxido e/ou doadores de enxofre, aceleradores, ativadores de vulcanização ou retardadores, agentes de antirreversão, receptores e doadores de metileno, tais como, por exemplo, HMT (hexametilenotetramina) ou H3M (hexametoximetilmelamina), resinas de reforço (tais como, resorcinol ou bismaleimida), sistemas de promoção de adesão conhecidos do tipo sal de metal, por exemplo, em particular, sais de cobalto ou níquel.

[0059] As composições são manufaturadas em misturas adequadas, usando dois estágios de preparação sucessivos bem conhecidos por aqueles que são versados na arte: um primeiro estágio de trabalho termo-mecânico ou amassamento (conhecido como estágio “não produtivo”) a alta temperatura, até uma temperatura máxima entre 110°C e 190°C, preferencialmente entre 130°C e 180°C, seguido por um segundo estágio de trabalho mecânico (conhecido como um estágio ’’produtivo”) a uma temperatura mais baixa, tipicamente abaixo de 110°C, durante cujo estágio final o sistema de reticulação é incorporado.

[0060] A título de exemplo, o estágio não produtivo é realizado em uma única etapa termomecânica de uns poucos minutos (por exemplo, entre 2 e 10 min) durante o qual todos os constituintes de base requeridos e outros aditivos, além do sistema de reticulação ou vulcanização, são introduzidos em um misturador adequado, tal como um misturador interno padrão. Após arrefecimento da mistura assim obtida, o sistema de vulcanização é então incorporado em um misturador externo, tal como uma fresa aberta, mantida a baixa temperatura (por exemplo, entre 30° C e 100°C). Todos os ingredientes são então misturados (estágio produtivo) por alguns minutos (por exemplo, entre 5 e 15 min).

[0061] A composição final assim obtida é então calandrada, por exemplo, na forma de um filme ou folha para caracterização, ou senão extrudada, a fim de formar a camada ou camadas de composto de borracha usada em um pneu de acordo com uma modalidade da invenção.

[0062] A vulcanização (ou cura) pode então ser conduzida de uma maneira conhecida a uma temperatura geralmente entre 130°C e 200°C, preferencialmente sob pressão, por um período suficiente que pode variar, por exemplo, entre 5 e 90 min dependendo particularmente da temperatura de cura, do sistema de vulcanização usado e as cinéticas de vulcanização em questão.

[0063] O enchimento de talão 110 está localizado principalmente radialmente no exterior do arame de talão, entre a porção principal 62 e a porção de envoltório 63 do reforço de carcaça 60. Ele se estende radialmente até uma distância radial DBE do ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70. A distância radial DBE é aqui igual a 8% da altura radial H do pneu 10. Esta baixa altura radial do enchimento de talão é um dos aspectos principais do pneu de acordo com a invenção. Um enchimento de talão de volume muito reduzido pode ser retido, especialmente para facilitar a manufatura do talão completo, sem que isso leve a uma perda histerética significativa. De fato, no entorno imediato do arame de talão e do assento do aro, que são extremamente rígidos, as deformações ocorridas durante rolamento são muito baixas. Por outro lado, a fim de manter boa manipulação do pneu, especialmente sob altas cargas, a redução geral do volume de enchimento de talão é vantajoso compensado pela presença de um reforço enrijecedor suplementar que por si só gera apenas uma pequena perda histerética.

[0064] De fato, a parede lateral 30 também compreende um reforço enrijecedor 140 formado de uma pluralidade de elementos de reforço de metal orientada ao longo de um ângulo zero ou pequeno, quer dizer, menor que ou igual a 10 graus em relação à direção circunferencial. A distância DAE entre o ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70 e a extremidade radialmente externa 142 do reforço enrijecedor 140 é igual a 35% da altura radial H do pneu 10, e a distância DAI entre o ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70 e a extremidade radialmente interna 141 do reforço enrijecedor 140 é igual a 4% da altura radial H do pneu 10.

[0065] Um "composto de desacoplamento" 150 é provido axialmente entre o reforço enrijecedor 140 e a porção principal 62 do reforço de carcaça 60. Ao sofrer um cisalhamento, este composto de desacoplamento 150 transmite a tensão meridiana do reforço de carcaça 60 para o reforço enrijecedor 140. Ele, por conseguinte, limita a transferência de tensões entre o reforço enrijecedor 140 e o reforço de carcaça 60, e, ao mesmo tempo, regula a espessura em que estas tensões são exercidas, o que contribui para uma melhor distribuição destas tensões.

[0066] O enchimento de talão 110 tem uma espessura axial E(r) que é determinada como ilustrado na fig. 9. A espessura axial E(r) corresponde ao comprimento da interseção do enchimento de talão com uma linha reta 200 que é paralela ao eixo de rotação do pneu (indicado com a ajuda da referência 3 na fig. 4) e que tem uma interseção com o enchimento de talão 110 em uma distância radial r do ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70.

[0067] O valor da espessura axial E(r) do enchimento de talão 110 do pneu representado na fig. 5 é traçado na fig. 11 (curva B) e comparado ao valor da espessura axial E(r) do enchimento de talão 110 do pneu de referência representado na fig. 3 (curva A). A fig. 12 compara a variação na espessura dE(r)/3r para os dois enchimentos de talão. Parece que o enchimento de talão representado na fig. 5 corresponde a uma particular modalidade de acordo com o que o valor da espessura axial E(r) é de tal modo que, na faixa de distâncias r entre 0% e 10% da altura radial H do pneu, a variação da espessura 3E(r)/3r é menor que ou igual a -0.5 mm/mm sobre ligeiramente mais que 3% da altura radial H do pneu. Neste caso, a variação da espessura axial 3E(r)/dr é de fato menor que ou igual a -1 mm/mm sobre 1.5% da altura radial H do pneu.

[0068] O reforço enrijecedor 140 do pneu 10 representado na fig. 5 é composto de uma pluralidade de elementos de reforço descontínuos, estes elementos de reforço estando posicionados em uma pluralidade de círculos (C, C1, C2) que são concêntricos ao eixo de rotação do pneu, cada círculo sendo definido por um raio médio R, R1, R2 medido em relação ao eixo de rotação, como está ilustrado na fig. 10. É claro que este é um diagrama simplificado, limitado a três voltas, para explicar o princípio da disposição dos reforços. O reforço enrijecedor pode compreender naturalmente outras voltas.

[0069] A fig. 10 mostra a disposição dos elementos de reforço do reforço enrijecedor 140 do pneu 10 sobre três círculos vizinhos C, C1 e C2, cada círculo estando centrado sobre o eixo de rotação do conjunto formado pelo pneu e o aro de montagem. Todos os elementos de reforço são metálicos e têm substancialmente um e o mesmo igual comprimento L0, no presente caso, 125 mm. É importante notar, no entanto, que o comprimento L0 de um elemento de reforço não tem que ser o mesmo para todos os elementos de reforço. O passo entre círculos vizinhos C, C1 e C2, em que os elementos de reforço descontínuos são posicionados, é igual ao diâmetro dos elementos de reforço aumentado por pelo menos 0.2 mm, e preferencialmente por pelo menos 0.5 mm.

[0070] Representado parcialmente na fig. 10 encontra-se o reforço 140 (ver fig. 5), o eixo de rotação do pneu sendo perpendicular ao plano da figura. Pode-se ver que um elemento de reforço 145 de comprimento L0 no círculo C de raio R é mecanicamente acoplado sobre os comprimentos de arco L11 e L12, onde ele se sobrepõe a dois elementos de reforço 146 do círculo d de raio R1 (R1 sendo menor que R) adjacente ao círculo C. O mesmo elemento de reforço 145 é acoplado ao longo de comprimentos de arco L21 e L22, onde ele se sobrepõe a dois elementos de reforço 147 do círculo C2 de raio R2 (R2 sendo menor que R1) adjacente ao círculo C1. No caso apresentado, os comprimentos de acoplamento são: L1 1 = 87.9 mm (ou seja, 70% de L0); L12 = 37.7 mm (ou seja, 30% de LO); L21 = 50.2 mm (ou seja, 40% de LO); L22 = 75.3 mm (ou seja, 60% de L0). Estes comprimentos de acoplamento sustentam a relação 1 .5 < K < 4 com K = (1 -L12/L0)/(1 -L1 1 /L0). De fato, o valor tomado por K é 2.3 quando os valores de acoplamento entre um elemento de reforço 145 de comprimento L0 no círculo C e os elementos de reforço 146 do círculo C1 de raio R1 (R1 sendo menor que R) adjacente ao círculo C são considerados.

[0071] É prontamente aparente para uma pessoa com conhecimento comum da arte como incorporar os elementos de reforço em um pneu. Por exemplo, os elementos de reforço podem ser aplicados um por um em um pneu conformado ou no material de pneu antes de conformação.

[0072] A fig. 6 representa, em seção radial, um talão e uma porção da parede lateral de um pneu de acordo com outra modalidade da invenção. Ao contrário do pneu 10 representado na fig. 5, este pneu compreende um reforço enrijecedor 140 que não se estende para baixo para o arame de talão 70. De fato, a extremidade radialmente interna 141 do reforço enrijecedor 140 é em uma altura radial de tal modo que a distância DAI entre o ponto mais interno radialmente 71 do arame de talão 70 e a extremidade radialmente interna 141 do reforço enrijecedor 140 é igual a 16% da altura radial H do pneu.

[0073] O pneu é montado em um aro de montagem 5 que compreende uma parte que forma um assento de aro e que tem radialmente no exterior um flange de aro 6 de perfil substancialmente circular. O centro do círculo (que define o "centro do flange de aro" 6) é indicado com a ajuda da referência J. A extremidade radialmente externa 142 do reforço enrijecedor 140 está localizada em uma linha reta J2 que passa através do centro J do centro do flange de aro e cria um ângulo a (alfa) que é aberto axialmente para dentro e radialmente para fora, o ângulo a (alfa) sendo aqui igual a 114°.

[0074] As figs. 7 e 8 representam, em seção radial, um talão e uma porção de outras modalidades da invenção. A fig. 7 ilustra o fato de que em um pneu de acordo com uma modalidade da invenção, o reforço enrijecedor 140 pode ser estendido axialmente no exterior da redobra do reforço de carcaça 60. A fig. 8 mostra que o reforço enrijecedor 140 não fica necessariamente axialmente no exterior do reforço de carcaça 60, mas pode ser posicionado axialmente no interior do último.

[0075] Um pneu de acordo com uma modalidade da invenção, correspondente ao pneu representado na fig. 5, e um pneu de referência, correspondente ao pneu representado na fig. 3, foi comparado em rolamento (dimensão de estudo: 205/55 R16). O pneu representado na fig. 5 obteve um aperfeiçoamento na resistência a rolamento de 0.4 kg por tonelada em relação ao pneu de referência, embora tendo a mesma rigidez de esterço, na mesma carga e na mesma pressão de inflação. A Tabela II mostra este mesmo resultado em relação à resistência a rolamento do pneu de referência. Tabela II

Claims

1. Pneu compreendendo: - dois talões (20) projetados para entrar em contato com um aro de montagem (5), cada talão compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço anular (70); - duas paredes laterais (30) estendendo-se dos talões radialmente para fora, as duas paredes laterais unindo-se em uma coroa (25) compreendendo um reforço de coroa (80, 90), encimado por uma banda de rodagem (40); - pelo menos um reforço de carcaça (60) estendendo-se dos talões através das paredes laterais para a coroa, o reforço de carcaça compreendendo uma pluralidade de elementos de reforço de carcaça (61) e estando ancorada nos dois talões por uma redobra ao redor da estrutura de reforço anular de tal modo a formar em cada talão uma porção principal (62) e uma porção de envoltório (63), cada porção de envoltório estendendo-se radialmente para fora de uma extremidade (64) localizada em uma distância radial DRE do ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular do talão; em que cada talão compreende um enchimento de talão (110) formado de um composto de borracha, o enchimento de talão estando localizado, pelo menos parcialmente, radialmente fora da estrutura de reforço anular e pelo menos parcialmente entre a porção principal e a porção de envoltório do reforço de carcaça, o enchimento de talão estendendo-se radialmente até uma distância radial DBE do ponto mais interno radialmente da estrutura de reforço anular do talão, a distância radial DBE sendo menor ou igual a 10% da altura radial H do pneu, e em que pelo menos uma parede lateral do pneu também compreende um reforço enrijecedor (140)estando posicionado de tal modo que a distância DAE entre o ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente externa (142) do reforço enrijecedor é maior que ou igual a 20% e menor ou igual a 40% da altura radial H do pneu, e de tal modo que a distância DAI entre o ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular e a extremidade radialmente interna (141) do reforço enrijecedor é menor que ou igual a 20% da altura radial H do pneu, caracterizado pelo fato de que a distância radial DRE sendo maior que ou igual a 5% e menor ou igual a 20% da altura radial H do pneu; e o reforço enrijecedor (140) formado de uma pluralidade de elementos de reforço de metal (145, 146, 147) orientada ao longo de um ângulo menor que ou igual a 10 graus em relação a uma direção circunferencial do pneu.

2. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância radial DRE é maior que ou igual a 7% e menor ou igual a 18% da altura radial H do pneu.

3. Pneu, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a distância DAE entre o ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular (70) e a extremidade radialmente externa (142) do reforço enrijecedor (140) é maior que ou igual a 25% e menor ou igual a 35% da altura radial H do pneu.

4. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o enchimento de talão (110) tem uma espessura axial E(r), esta espessura correspondente ao comprimento da interseção do enchimento de talão com uma linha reta (200) paralela ao eixo de rotação (3) do pneu e tendo uma interseção com o enchimento de talão em uma distância radial r do ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular (70), a espessura E(r) sendo de tal modo que, na faixa de distâncias r entre 0% e 10% da altura radial H do pneu, a variação da espessura dE(r)/dr é menor que ou igual a -0.5 mm/mm sobre pelo menos 3% da altura radial H do pneu.

5. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o enchimento de talão (110) tem uma espessura axial E(r), esta espessura axial correspondente ao comprimento da interseção do enchimento de talão com uma linha reta (200) paralela ao eixo de rotação (3) do pneu e tendo uma interseção com o enchimento de talão em uma distância radial r do ponto mais interno radialmente (71) da estrutura de reforço anular (70), o valor da espessura axial E(r) sendo de tal modo que, na faixa de distâncias r entre 0% e 10% da altura radial H do pneu, a variação da espessura axial dE(r)/dr é menor que ou igual a -1 mm/mm sobre pelo menos 1.5% da altura radial H do pneu.

6. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o reforço enrijecedor (140) é composto de uma pluralidade de elementos de reforço descontínuos, estes elementos de reforço estando posicionados em uma pluralidade de círculos (C, C1, C2) concêntricos ao eixo de rotação do pneu.

7. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o reforço enrijecedor é composto de uma pluralidade de elementos de reforço descontínuos (145, 146, 147) de comprimento LO, estes elementos de reforço estando posicionados em uma pluralidade de círculos (C, C1, C2) concêntricos ao eixo de rotação (3) do pneu montado em seu aro, cada círculo sendo definido por um raio médio (R, R1, R2) medido em relação a dito eixo de rotação, cada elemento de reforço descontínuo (145) de comprimento LO localizado em um círculo C de raio R sendo mecanicamente acoplado sobre os comprimentos de acoplamento L11 e L12, respectivamente, com dois elementos de reforço descontínuos (146, 147) localizados em um círculo C1 de raio R1 menor que o raio R, dito círculo sendo imediatamente adjacente ao círculo C, em que os comprimentos de acoplamento L11 e L12, L11 sendo maior que ou igual a L12, sustentando a seguinte relação: 1.5 < K < 4 com K = (1 -L12/L0)/(1 -L1 1/L0).

8. Pneu, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: (a) cada elemento de reforço descontínuo (145) de comprimento LO localizado em um círculo C de raio R é mecanicamente acoplado sobre comprimentos de acoplamento L11 e L12 com dois elementos de reforço descontínuos (146) localizados em um círculo C1 de raio R1, o círculo imediatamente adjacente ao círculo C, o comprimento de acoplamento L11 sendo maior que ou igual a 55% de LO e menor ou igual a 75% de LO, e o comprimento de acoplamento L12 sendo maior que ou igual a 10% de LO e menor ou igual a 30% de LO; e (b) cada elemento de reforço descontínuo (145) de comprimento LO localizado em um círculo C de raio R é mecanicamente acoplado sobre comprimentos de acoplamento L21 e L22 com dois elementos de reforço descontínuos (147) localizados em um círculo C2 de raio R2, o círculo imediatamente adjacente ao círculo C1, o comprimento de acoplamento L21 sendo maior que ou igual a 20% de LO e menor que ou igual a 40% de LO, e o comprimento de acoplamento L22 sendo maior que ou igual a 45% de LO e menor ou igual a 65% de LO.

9. Pneu, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dito aro de montagem (5) compreende uma parte que forma um assento de aro compreendendo um flange de aro (6) de perfil substancialmente circular, e em que a extremidade radialmente externa do reforço enrijecedor está localizada em uma linha reta J2 que passa através do centro J do perfil do flange de aro e cria um ângulo a (alfa) que é aberto axialmente para dentro e radialmente para fora, o ângulo a (alfa) sendo maior que ou igual a 90° e menor ou igual a 120°.

10. Pneu, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o ângulo α (alfa) é maior que ou igual a 100° e menor ou igual a 115°.