BR112012013570B1

BR112012013570B1 - talão de pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil

Info

Publication number: BR112012013570B1
Application number: BR112012013570-8A
Authority: BR
Inventors: Lucien Bondu
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2021-05-25
Also published as: WO2011070017A1; US20130192737A1; CA2782753A1; EA022092B1; CN102656027B; CL2012001541A1; EA201290476A1; AU2010330020B2; US8960253B2; JP5784625B2; BR112012013570A2; AU2010330020A1; FR2953458A1; JP2013513507A; ZA201203572B; EP2509806B1; FR2953458B1; EP2509806A1; CN102656027A

Abstract

TALÃO DE PNEUMÁTICO PARA VEÍCULO PESADO DE TIPO DE ENGENHARIA CIVIL A invenção refere-se ao aperfeiçoamento da durabilidade dos talões de um pneumático radial para veiculo pesado de tipo de engenharia civil, diminuindo a velocidade de propagação das fissuras iniciadas em extremidade de reviramento de armadura de carcaça e propagando-se através de materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda e de enchimento. De acordo com a invenção, um elemento de transição (25), constituído de um material polimérico de transição, está pelo menos em parte em contato, sobre a sua face axialmente externa, com o material polimérico de guarnição de borda (22) e, sobre a sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento (23b), as extremidades radialmente externa (E25) e radialmente interna (I25) do elemento de transição são respectivamente radialmente externa e radialmente interna à extremidade do reviramento de armadura de carcaça e o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um pneumático radial destinado a equipar um veículo pesado de tipo de engenharia civil.

[0002] Embora não limitada a este tipo de aplicação, a invenção será mais particularmente descrita em referência a um pneumático radial destinado a ser montado sobre um caminhão basculante, veículo de transporte de materiais extraídos de mineração ou de minas de superfície. O diâmetro nominal do aro de tal pneumático, no sentido da norma European Tyre and Rim Technical Organization ou ETRTO, é igual a, no mínimo, 63,50 cm.

[0003] No que segue, designa-se por: - “Plano meridiano”: um plano contendo o eixo de rotação do pneumático. - “Plano equatorial”: o plano passando pelo meio da superfície de rodagem do pneumático e perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. - “Direção radial”: uma direção perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. - “Direção axial”: uma direção paralela ao eixo de rotação do pneumático. - “Direção circunferencial”: uma direção perpendicular a um plano meridiano. - “Distância radial”: uma distância medida perpendicularmente ao eixo de rotação do pneumático e a partir do eixo de rotação do pneumático. - “Distância axial”: uma distância medida paralelamente ao eixo de rotação do pneumático e a partir do plano equatorial. - “Radialmente”: ao longo de uma direção radial. - “Axialmente”: ao longo de uma direção axial. - “Radialmente interno, respectivamente radialmente externo”: cuja distância radial é inferior, respectivamente superior. - “Axialmente interno, respectivamente axialmente externo”: cuja distância axial é inferior, respectivamente superior.

[0004] Um pneumático compreende dois talões, assegurando a ligação mecânica entre o pneumático e o aro sobre o qual ele é montado, os talões sendo reunidos respectivamente por intermédio de dois flancos a uma banda de rodagem, destinado a entrar em contato com o solo por intermédio de uma superfície de rodagem.

[0005] Um pneumático radial compreende mais particularmente uma armadura de reforço, compreendendo uma armadura de topo, radialmente interna à banda de rodagem, e uma armadura de carcaça, radialmente interna à armadura de topo.

[0006] A armadura de carcaça de um pneumático radial para veículo pesado de tipo de engenharia civil compreende habitualmente pelo menos uma camada de armadura de carcaça constituída de elementos de reforço metálicos revestidos de um material polimérico de revestimento. Os elementos de reforço metálicos são sensivelmente paralelos entre si e fazem, com a direção circunferencial, um ângulo compreendido entre 85° e 95°. A camada de armadura de carcaça compreende uma parte principal, ligando os dois talões entre si e se enrolando, em cada talão, em torno de um núcleo do cordonel. O núcleo de cordonel compreende um elemento de reforço circunferencial com maior frequência metálico cercado de, pelo menos, um material, de modo não exaustivo, polimérico ou têxtil. O enrolamento da camada de armadura de carcaça em torno do núcleo de cordonel vai do interior para o exterior do pneumático para formar um reviramento de armadura de carcaça compreendendo uma extremidade. O reviramento de armadura de carcaça, em cada talão, permite a ancoragem da camada de armadura de carcaça no núcleo de cordonel do talão.

[0007] A extremidade do reviramento de armadura de carcaça é recoberta, sobre as suas duas faces respectivamente axialmente interna e axialmente externa, por um elemento de guarnição de borda, constituído de um material polimérico de guarnição de borda com maior freqüência de mesma composição química que o material polimérico de revestimento, mas podendo ser diferente. O elemento de guarnição de borda constitui assim uma superespessura de material polimérico de revestimento na extremidade do reviramento de armadura de carcaça.

[0008] Cada talão compreende igualmente um elemento de enchimento prolongando radialmente para o exterior o núcleo do cordonel. O elemento de enchimento tem, em qualquer plano meridiano, uma seção sensivelmente triangular e é constituído de, pelo menos, um material polimérico de enchimento. O elemento de enchimento pode ser constituído de um empilhamento no sentido radial de, pelo menos, dois materiais poliméricos de enchimento em contato seguindo uma superfície de contato cortando qualquer plano meridiano de ao longo de um traço meridiano. O elemento de enchimento separa axialmente a parte principal de armadura de carcaça e o reviramento de armadura de carcaça.

[0009] Um material polimérico, após cozimento, é caracterizado mecanicamente por características de tensão-deformação em tração, determinadas por testes de tração. Estes testes de tração são efetuados pelo versado na técnica, sobre corpo de teste, de acordo com um método conhecido, por exemplo, de acordo com a norma internacional ISO 37, e nas condições normais de temperatura (23 + ou -2°C) e de higrometria (50 + ou -5% de umidade relativa), definidas pela norma internacional ISO 471. Chama-se módulo de elasticidade a 10% de alongamento de um material polimérico, expresso em megapascals (MPa), a tensão de tração medida para um alongamento de 10% do corpo de teste.

[0010] Um material polimérico, após cozimento, é caracterizado igualmente mecanicamente pela sua dureza. A dureza é notadamente definida pela dureza Shore A determinado de acordo com a norma ASTM D 2240-86.

[0011] Durante a rodagem do veículo, o pneumático, montado sobre o seu aro, calibrado e esmagado sob a carga do veículo, é submetido a ciclos de flexão, em particular no nível das seus talões e seus flancos.

[0012] Os ciclos de flexão provocam variações de curvatura combinadas com variações de tensão dos elementos de reforço metálicos da parte principal de armadura de carcaça e do reviramento de armadura de carcaça.

[0013] Os ciclos de flexão acarretam em particular tensões e deformações nos materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda e de enchimento, situados na proximidade imediata da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, susceptíveis de provocar, na duração, uma degradação do pneumático que necessita a sua substituição.

[0014] Mais precisamente, as tensões e deformações, na proximidade imediata da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, provocam a propagação das fissuras, iniciadas em extremidade do reviramento de armadura de carcaça, mais particularmente no caso de elementos de reforço metálicos.

[0015] De acordo com os inventores, a iniciação das fissuras resulta principalmente de um defeito de adesão das extremidades dos elementos de reforço metálicos do reviramento de armadura de carcaça com os materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda ou de enchimento, em contato com as referidas extremidades. O aumento de temperatura dos talões, quando dos ciclos de flexão, acentua o defeito de adesão preexistente sobre o pneumático novo.

[0016] As fissuras propagam-se através dos materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda e de enchimento e provocam a degradação do talão, e, portanto, o declínio do pneumático. A velocidade de propagação das fissuras depende, por um lado, da amplitude e da frequência dos ciclos de tensões e de deformações, por outro lado, das rigidezes respectivas dos materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda e de enchimento, na zona de fissuramento.

[0017] O documento US 3.921.693 já descreveu, no caso de um pneumático com armadura de carcaça radial cujos elementos de reforço são metálicos, talões cujo projeto tem por objetivo a prevenção de fissuras em extremidade do reviramento de armadura de carcaça. Na solução técnica proposta, a extremidade do reviramento de armadura de carcaça é recoberta por um material polimérico, cuja dureza Shore A é superior à dos materiais poliméricos de enchimento.

[0018] O documento US 4.086.948 descreveu igualmente, em vista de aumentar a duração de vida de um pneumático radial para veículo pesado, um reviramento de armadura de carcaça elevado, ou seja, cuja extremidade é radialmente externa à reta passando pelos pontos os mais axialmente externos dos flancos do pneumático. Além disso, o material polimérico de revestimento dos elementos de reforço metálicos da armadura de carcaça tem uma dureza Shore A e um módulo de elasticidade a 300% de alongamento superiores respectivamente à dureza Shore A e ao módulo de elasticidade a 300% de alongamento do material polimérico de enchimento.

[0019] Por último, o documento US 5.056.575 descreve um talão de pneumático para veículo pesado, como caminhões e ônibus, permitindo reduzir as deformações e retardar a propagação de fissuras no material polimérico na proximidade da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, tendo em vista aumentar a resistência do talão. A solução técnica proposta consiste em um talão tendo três materiais poliméricos de enchimento, cujos módulos de elasticidade a 100% de alongamento diminuem quando se passa material polimérico de enchimento adjacente ao reviramento de armadura de carcaça e o mais radialmente exterior, ao material polimérico de enchimento adjacente ao núcleo do cordonel e o mais radialmente interior.

[0020] Os inventores se colocaram como objetivo melhorar a durabilidade dos talões de um pneumático radial para veículo pesado de tipo de engenharia civil, diminuindo a velocidade de propagação das fissuras que são iniciadas em extremidade de reviramento de armadura de carcaça e propagando-se através dos materiais poliméricos de revestimento, de guarnição de borda e de enchimento.

[0021] Este objetivo foi atingido, de acordo com a invenção, por: - um pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil compreendendo dois talões destinados a entrar em contato com um aro, uma armadura de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de armadura de carcaça constituída de elementos de reforço metálicos revestidos por um material polimérico de revestimento, - a camada de armadura de carcaça compreendendo uma parte principal se enrolando em cada talão, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um núcleo do cordonel para formar um reviramento de armadura de carcaça compreendendo uma extremidade recoberta por um elemento de guarnição de borda constituído de um material polimérico de guarnição de borda, - cada talão compreendendo um elemento de enchimento prolongando radialmente para o exterior o núcleo do cordonel, - elemento de enchimento tendo, em qualquer plano meridiano, uma seção sensivelmente triangular e sendo constituído de, pelo menos, um material polimérico de enchimento, - o material polimérico de enchimento em contato com o elemento de guarnição de borda tendo um módulo de elasticidade a 10% de alongamento inferior ao módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de guarnição de borda, - um elemento de transição, constituído de um material polimérico de transição, estando pelo menos em parte em contato, sobre a sua face axialmente externa, com o material polimérico de guarnição de borda e, sobre a sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento, - as extremidades radialmente externa e radialmente interna do elemento de transição sendo respectivamente radialmente externa e radialmente interna à extremidade do reviramento de armadura de carcaça, - o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato.

[0022] De acordo com a invenção, é vantajoso ter um elemento de transição, constituído de um material polimérico de transição, pelo menos em parte em contato, sobre a sua face axialmente externa, com o material polimérico de guarnição de borda e, sobre a sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento. Com efeito, a adição de um elemento de transição entre o elemento de guarnição de borda e o material de enchimento axialmente interno na extremidade do reviramento de armadura de carcaça permite limitar localmente, nos materiais poliméricos situados na proximidade da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, os níveis de tensões e de deformações dos quais depende a velocidade de propagação das fissuras iniciadas em extremidade do reviramento de armadura de carcaça.

[0023] É igualmente vantajoso ter as extremidades radialmente externa e radialmente interna do elemento de transição respectivamente radialmente externo e radialmente interno à extremidade do reviramento de armadura de carcaça. Um posicionamento radial da extremidade do reviramento de armadura de carcaça entre as duas extremidades respectivamente radialmente externa e interna do elemento de transição permite garantir o contato entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e o elemento de transição, levando em conta as tolerâncias de posicionamento radial da extremidade do reviramento de armadura de carcaça inerentes ao processo da fabricação.

[0024] Por último, o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é com vantagem intermediário entre os módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato. O decréscimo progressivo dos módulos de elasticidade a 10% de alongamento quando se passa material polimérico de guarnição de borda ao material polimérico de transição, depois ao material polimérico de enchimento permite um gradiente decrescente e progressivo de rigidez, que permite diminuir as tensões e deformações em extremidade do reviramento de armadura de carcaça e, portanto, retardar a propagação das fissuras.

[0025] Um módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição traz uma vantagem ainda mais significativa que o desvio entre os módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento é considerável. No exemplo de pneumático de acordo com a invenção estudada, o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de guarnição de borda é igual a 1,6 vezes o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de enchimento.

[0026] De acordo com um modo de realização da invenção, a espessura do elemento de transição é pelo menos igual a 0,25 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. Chama-se espessura do elemento de transição, a espessura constante do elemento de transição medida fora das zonas de afilamento nas extremidades do elemento de transição. A distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça é a distância medida, ao longo da reta passando pela extremidade do reviramento de armadura de carcaça e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça, entre a geratriz axialmente interna dos elementos de reforço do reviramento de armadura de carcaça e a geratriz axialmente externa dos elementos de reforço da parte principal de armadura de carcaça. Esta espessura mínima do elemento de transição permite estabelecer um gradiente de rigidezes mínimo, permitindo diminuir a velocidade de propagação das fissuras.

[0027] A espessura do elemento de transição é com vantagem no máximo igual a 0,60 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. Com efeito, a dissipação térmica do material polimérico de transição é superior à do material polimérico de enchimento, devido ao seu módulo de elasticidade a 10% de alongamento mais elevado. Portanto, um volume de material polimérico de transição muito elevado provoca uma elevação de temperatura do talão prejudicial à sua duração de vida, daí a importância de limitar a espessura do elemento de transição a um valor máximo.

[0028] É vantajoso que a distância entre a extremidade radialmente externa do elemento de transição e a extremidade do reviramento de armadura de carcaça seja pelo menos igual a 2 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. Esta distância é medida entre a reta, passando pela extremidade radialmente externa do elemento de transição e paralela à reta passando pela extremidade do reviramento de armadura de carcaça e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça, e pela reta passando pela extremidade do reviramento de armadura de carcaça e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça. Esta distância mínima garante a presença do elemento de transição axialmente externo à extremidade do reviramento de armadura de carcaça, cuja posição radial é susceptível de variações levando em conta as tolerâncias de fabricação.

[0029] É igualmente vantajoso que a distância entre a extremidade radialmente externa do elemento de transição e a extremidade do reviramento de armadura de carcaça seja, no máximo, igual a 4 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. A porção de elemento de transição, além desta distância máxima, por um lado acentua a dissipação térmica no talão, prejudicial ao talão, sem ser útil para compensar a incerteza de posicionamento radial da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, portanto um custo adicional de material polimérico de transição inútil.

[0030] Outro modo de realização vantajoso da invenção é ter a distância entre a extremidade radialmente interna do elemento de transição e a extremidade do reviramento de armadura de carcaça pelo menos igual a 2 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. Esta distância é medida entre a reta, passando pela extremidade radialmente interna do elemento de transição e paralela à reta passando pela extremidade do reviramento de armadura de carcaça e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça, e pela reta passando pela extremidade do reviramento de armadura de carcaça e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça. Esta distância mínima permite garantir uma superfície de contato mínima entre o reviramento de armadura de carcaça e o elemento de transição e garantir o recobrimento da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, levando em conta as tolerâncias de posicionamento radial da extremidade do reviramento de armadura de carcaça inerentes ao processo de fabricação.

[0031] É ainda vantajoso ter a distância entre a extremidade radialmente interna do elemento de transição e a extremidade de reviramento de armadura de carcaça no máximo igual a 6 vezes a distância entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça. Com efeito, a porção de elemento de transição, além desta distância máxima, por um lado acentua a dissipação térmica no talão, prejudicial ao talão, por outro lado é ao mesmo tempo inútil para assegurar a adesão entre o reviramento de armadura de carcaça e o elemento de transição, e para compensar a incerteza de posicionamento radial da extremidade do reviramento de armadura de carcaça, portanto um custo adicional de material polimérico de transição inútil.

[0032] Um modo de realização vantajoso da invenção é ter o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição pelo menos igual a 0,9 vezes e, no máximo, igual a 1,1 vezes a média aritmética dos módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento. Este intervalo de valores para o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição garante um gradiente de rigidezes entre as misturas respectivas de guarnição de borda, de transição e de enchimento permitindo uma diminuição significativa da velocidade de propagação das fissuras, em relação ao talão do pneumático de referência sem elemento de transição, quando as fissuras propagam-se do material polimérico de guarnição de borda em direção ao material polimérico de transição, depois para o material polimérico de enchimento.

[0033] As características da invenção serão compreendidas melhor com a ajuda da descrição das figuras em anexo 1 e 2: - a figura 1 apresenta uma vista em corte em um plano meridiano do talão de um pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil do estado da técnica. - a figura 2 apresenta uma vista em corte em um plano meridiano do talão de um pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com a invenção.

[0034] As figuras 1 e 2 não são representadas em escala de modo a facilitar a compreensão.

[0035] Na figura 1, é representado um talão de pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil do estado da técnica, compreendendo: - uma armadura de carcaça, compreendendo uma única camada de armadura de carcaça 1 constituída de elementos de reforço metálicos revestidos por um material polimérico de revestimento, com uma parte principal de armadura de carcaça enrolando-se, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um núcleo do cordonel 4 para formar um reviramento de armadura de carcaça 1b, - um elemento de guarnição de borda 2 recobrindo a extremidade E1 do reviramento de armadura de carcaça 1b, sobre as suas duas faces respectivamente axialmente interna e axialmente externa, e constituído por um material polimérico de guarnição de borda de mesma composição química que o material polimérico de revestimento, - um elemento de enchimento 3 prolongando radialmente para exterior o núcleo do cordonel 4, tendo, em qualquer plano meridiano, uma seção sensivelmente triangular e sendo formado de dois materiais poliméricos de enchimento, um primeiro material polimérico de enchimento 3a sendo radialmente externo e em contato com o núcleo do cordonel 4, e um segundo material polimérico de enchimento 3b sendo radialmente externo e em contato com o primeiro material polimérico de enchimento 3a.

[0036] A figura 2 apresenta um talão de pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com a invenção, compreendendo: - uma armadura de carcaça, compreendendo uma única camada de armadura de carcaça 21 constituída de elementos de reforço metálicos revestidos por um material polimérico de revestimento, com uma parte principal de armadura de carcaça 21a enrolando-se, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um núcleo do cordonel 24 para formar um reviramento de armadura de carcaça 21b, - um elemento de guarnição de borda 22 recobrindo a extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b, sobre as suas duas faces respectivamente axialmente interna e axialmente externa, e constituído por um material polimérico de guarnição de borda de mesma composição química que o material polimérico de revestimento, - um elemento de enchimento 23 prolongando radialmente para exterior o núcleo do cordonel 24, tendo, em qualquer plano meridiano, uma seção sensivelmente triangular e sendo formado de dois materiais poliméricos de enchimento, um primeiro material polimérico de enchimento 23a sendo radialmente externo e em contato com o núcleo do cordonel 24, e um segundo material polimérico de enchimento 23b sendo radialmente externo e em contato com o primeiro material polimérico de enchimento 23a. - um elemento de transição 25, constituído de um material polimérico de transição, pelo menos em parte em contato, sobre a sua face axialmente externa, com o material polimérico de guarnição de borda 22 e, sobre a sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento 23b.

[0037] O elemento de transição 25 tem uma espessura e, representada esquematicamente constante, mas que, realmente, apresenta, com maior frequência, afilamentos nas extremidades E25 e I25. O comprimento do elemento de transição 25 é de a +b. A extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b é radialmente posicionada entre as extremidades respectivamente radialmente externa E25 e radialmente interna I25 do elemento de transição 25.

[0038] A extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 está situada a uma distância a da extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b. A distância a é a distância entre a reta D’, passando pela extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 e paralela à reta D passando pela extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e de perpendicular à parte principal da armadura de carcaça 21a, e pela reta D passando pela extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça 21a.

[0039] A extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 está situada a uma distância b da extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b. A distância b é a distância entre a reta D", passando pela extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 e paralela à reta D passando pela extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça 21a, e pela reta D passando pela extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça 21a.

[0040] A distância d entre a extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e a parte principal de armadura de carcaça 21a é a distância medida, ao longo da reta D passando pela extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e perpendicular à parte principal da armadura de carcaça 21a, entre a geratriz axialmente interna dos elementos de reforço do reviramento de armadura de carcaça 21b e a geratriz axialmente externa dos elementos de reforço da parte principal de armadura de carcaça 21a.

[0041] A invenção foi particularmente estudada no caso de um pneumático para veículo pesado de tipo caminhão basculante de dimensão 59/80R63. De acordo com a “European Tyre and Rim Organization”, as condições nominais de utilização de tal pneumático são uma pressão de calibragem igual a 6 bars, uma carga estática igual a 99 toneladas e uma distância percorrida em uma hora compreendida entre 16 e 32 km. Além disso, a altura teórica de seção H, no sentido da norma ETRTO, de tal pneumático é igual a 1214 mm.

[0042] O pneumático 59/80R63 foi projetado de acordo com a invenção, como mostrado na figura 2, ou seja, no caso de um reviramento elevado de armadura de carcaça, cujo posicionamento radial da extremidade está na proximidade da reta axial passando pelos pontos os mais axialmente externos do pneumático.

[0043] A distância d entre a extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b e a parte principal de armadura de carcaça 21a é igual a 15 mm. O elemento de transição 25, limitado pelas suas extremidades respectivamente radialmente externa E25 e radialmente interna I25 tem uma espessura e igual 4,5 mm, ou seja, a 0,30 vezes a distância d. A extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 está posicionada à distância a igual a 45 mm, ou seja, a 3 vezes a distância d. A extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 é posicionada à distância b igual a 75 mm, ou seja, a 5 vezes a distância d.

[0044] Os módulos de elasticidade a 10% de alongamento dos materiais poliméricos de guarnição de borda 22, de transição 25 e de enchimento 23b são respectivamente iguais a 6 MPa, 4,8 MPa e 3,5 MPa. Portanto, o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição 25 é igual à média aritmética dos módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos dos materiais poliméricos de guarnição de borda 22 e de enchimento 23b.

[0045] Simulações de cálculos por elementos acabados foram realizadas respectivamente sobre pneumático de referência, como representado na figura 1, e pneumático de acordo com a invenção, como representado na figura 2. Para o pneumático de referência, o alongamento do material polimérico de enchimento 3b, na zona de extremidade E1 do reviramento de armadura de carcaça 1b, sobre a face axialmente interna do reviramento de armadura de carcaça 1b, é igual a 1,4 vezes o alongamento do material polimérico de guarnição de borda 2 em contato, estes alongamentos sendo paralelos ao reviramento de armadura de carcaça 21b. Portanto, quando uma fissura propaga-se do material polimérico de guarnição de borda 2 em direção ao material polimérico de enchimento 3b, a sua velocidade de propagação no material polimérico de enchimento 3b aumenta devido a um maior alongamento do material polimérico de enchimento 3b em relação ao material polimérico de guarnição de borda 2. Para o pneumático de acordo com a invenção, o alongamento do material polimérico de transição 25, na zona de extremidade E21 do reviramento de armadura de carcaça 21b, sobre a face axialmente interna do reviramento de armadura de carcaça, é igual a 0,9 vezes o alongamento do material polimérico de guarnição de borda 22. Portanto, quando uma fissura propaga-se do material polimérico de guarnição de borda 22 para o material polimérico de transição 25, a sua velocidade de propagação no material polimérico de transição 25 diminui devido a um alongamento mais baixo do material polimérico de transição 25 em relação ao material polimérico de guarnição de borda 22.

[0046] A invenção não deve ser interpretada como sendo limitada ao exemplo ilustrado na figura 2, mas pode ser estendida a outras variantes de realização, como, de modo não exaustivo: - um material polimérico de guarnição de borda de composição química diferente do material polimérico de revestimento, - uma ausência de elemento de guarnição de borda ocasionando um contato direto entre a face axialmente externa do elemento de transição e o material polimérico de revestimento da face axialmente interna do reviramento de armadura de carcaça, - um elemento de transição compreendendo várias camadas de materiais poliméricos de transição dois a dois em contato e de direção radial, - um reviramento de armadura de carcaça, cuja extremidade está radialmente posicionada mais próxima do núcleo do cordonel que no caso da figura 2.

Claims

1. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil compreendendo dois talões destinados a entrar em contato com um aro, uma armadura de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de armadura de carcaça (1, 21) constituída de elementos de reforço metálicos revestidos por um material polimérico de revestimento, a camada de armadura de carcaça compreendendo uma parte principal (1a, 21a) enrolando-se em cada talão, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um núcleo do cordonel (4, 24) para formar uma parte de reviramento de armadura de carcaça (1b, 21b) compreendendo uma extremidade (E1, E21) recoberta por um elemento de guarnição de borda (2, 22) constituído de um material polimérico de guarnição de borda, cada talão compreendendo um elemento de enchimento (3, 23) estendendo radialmente para o exterior o núcleo do cordonel, o elemento de enchimento tendo, em qualquer plano meridiano, uma seção substancialmente triangular e constituído de pelo menos um material polimérico de enchimento (3a, 3b, 23a, 23b), o material polimérico de enchimento (3b, 23b) em contato com o elemento de guarnição de borda tendo um módulo de elasticidade a 10% de alongamento inferior ao módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de guarnição de borda, caracterizadopelo fato de que um elemento de transição (25), constituído de um material polimérico de transição, está pelo menos parcialmente em contato, sobre a sua face axialmente externa, com o material polimérico de guarnição de borda (22) e, sobre a sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento (23b), em que as extremidades radialmente externa (E25) e radialmente interna (I25) do elemento de transição são respectivamente radialmente externa e radialmente interna à extremidade da parte de reviramento de armadura de carcaça e em que o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os respectivos módulos de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato.

2. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura (e) do elemento de transição (25) é pelo menos igual a 0,25 vezes a distância (d) entre a extremidade (E21) da parte de reviramento de armadura de carcaça (21b) e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

3. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a espessura (e) do elemento de transição (25) é, no máximo, igual a 0,60 vezes a distância (d) entre a extremidade (E21) da parte de reviramento de armadura de carcaça (21b) e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

4. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a distância (a) entre a extremidade radialmente externa (E25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) do reviramento de armadura de carcaça (21b) é pelo menos igual a 2 vezes a distância (d) entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

5. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a distância (a) entre a extremidade radialmente externa (E25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) do reviramento de armadura de carcaça (21b) é, no máximo, igual a 4 vezes a distância (d) entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

6. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a distância (b) entre a extremidade radialmente interna (I25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) do reviramento de armadura de carcaça (21b) é pelo menos igual a 2 vezes a distância (d) entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

7. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a distância (b) entre a extremidade radialmente interna (I25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) do reviramento de armadura de carcaça (21b) é, no máximo, igual a 6 vezes a distância (d) entre a extremidade do reviramento de armadura de carcaça e a parte principal de armadura de carcaça (21a).

8. Pneumático para veículo pesado de tipo de engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizadopelo fato de que o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é pelo menos igual a 0,9 vezes e, no máximo, igual a 1,1 vezes a média aritmética dos respectivos módulos de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de guarnição de borda e do material polimérico de enchimento.