BR112014033096B1

BR112014033096B1 - Pneumático comportando uma banda de rodagem constituída por vários compostos elastoméricos

Info

Publication number: BR112014033096B1
Application number: BR112014033096-4A
Authority: BR
Inventors: François Harle; Olivier Goncalves; Cécile Belin; Lucien Bondu
Original assignee: Compagnie Générale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2021-07-13
Also published as: JP2015522471A; EP2870001A1; FR2992893A1; CN104395106A; AU2013286059B2; WO2014005925A1; ZA201408807B; US20150158338A1; CL2014003582A1; FR2992893B1; AU2013286059A1; CN104395106B; BR112014033096A2; US9718313B2; EP2870001B1; JP6260061B2

Abstract

pneumático comportando uma banda de rodagem constituída por várias misturas elastoméricas. pneumático, com armadura de carcaça radial, compreendendo um a armadura de vértice, ela mesma coberta radialmente por uma banda de rodagem reunida a dois talões por meio de dois flancos , a referida banda de rodagem compreendendo ,pelo menos, duas camadas de misturas elastoméricas radialmente sobrepostas e apresentando uma taxa de abertura de entalhes inferior na sua parte central em relação ás partes axialmente exteriores. uma primeira camada de misturas elastoméricas, da banda de rodagem é constituída por uma primeira mistura elastomérica formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e, pelo menos, duas partes axialmente exteriores formadas por uma segunda mistura elastomérica, a primeira mistura elastomérica apresentando uma nota z de macro dispersão superior a 65 e um valor máximo de tan (delta), notado tan (delta) max, inferior a 0,150, e o alongamento á ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100º c da segunda mistura elastomérica, apresentando um valor pelo menos 10%superior ao do alongamento á ruptura de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100º c da primeira mistura elastomérica.

Description

[0001] A invenção refere-se a um pneumático com armadura de carcaça radial destinado a equipar um veículo pesado como um veículo de transporte ou uma máquina de “engenharia civil”. Trata-se notadamente de um pneumático que apresenta uma largura axial superior a 93,9 cm (37 polegadas).

[0002] Embora não limitada a este tipo de aplicação, a invenção será particularmente descrita em referência a um veículo de tipo “dumper” de uma massa superior a 300 toneladas, equipado com pneumáticos de diâmetro superior a três metros e cinquenta apresentando uma largura axial superior a 93,9 cm (37 polegadas).

[0003] Tal pneumático, destinado geralmente a suportar cargas pesadas, compreende uma armadura de carcaça radial, e uma armadura de coroa composta de, pelo menos, duas lonas de topo de trabalho, formadas de elementos de reforço inextensíveis, cruzados de uma lona à seguinte e fazendo com a direção circunferencial ângulos iguais ou desiguais, e compreendidos entre 10 e 45°.

[0004] Com relação à concepção comum dos pneumáticos para máquinas de engenharia civil, a armadura de carcaça radial, ancorada em cada talão, é composta de, pelo menos, uma camada de elementos de reforço metálicos, os ditos elementos sendo sensivelmente paralelos entre si na camada. A armadura de carcaça é comumente encimada por uma armadura de coroa composta de, pelo menos, duas camadas de topo de trabalho de elementos de reforço metálicos, mas cruzados de uma camada à seguinte fazendo, com a direção circunferencial, ângulos compreendidos entre 10 e 65°. Entre a armadura de carcaça e as camadas de topo de trabalho, encontram-se comumente duas camadas de elementos de reforços, cruzadas de uma lona à seguinte e apresentando ângulos inferiores a 12°; a largura destas camadas de elementos de reforço é comumente inferior à das camadas de trabalho. Radialmente no exterior das camadas de trabalho, encontram-se ainda camadas de proteção cujos elementos de reforço apresentam ângulos compreendidos entre 10 e 65°.

[0005] Radialmente no exterior da armadura de coroa, encontra-se a banda de rodagem comumente constituída por materiais poliméricos destinados a entrar em contato com o solo na área de contato entre o solo e o pneumático.

[0006] Os cabos são ditos inextensíveis quando os referidos cabos apresentam sob uma força de tração igual a 10% da força de ruptura um alongamento relativo no máximo igual a 0,2%.

[0007] Os cabos são ditos elásticos quando os referidos cabos apresentam sob uma força de tração igual à carga de ruptura um alongamento relativo pelo menos igual a 3% com um módulo tangente máximo inferior a 150 GPa.

[0008] A direção circunferencial do pneumático, ou direção longitudinal, é a direção correspondendo à periferia do pneumático e definida pela direção de rodagem do pneumático.

[0009] O eixo de rotação do pneumático é o eixo em torno do qual ele gira em utilização normal.

[0010] Um plano radial ou meridiano é um plano que contem o eixo de rotação do pneumático.

[0011] O plano mediano circunferencial, ou plano equatorial, é um plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu e que divide o pneumático em duas metades.

[0012] A direção transversal ou axial do pneumático é paralela ao eixo de rotação do pneumático. Uma distância axial é medida ao longo da direção axial. A expressão “axialmente interior a, respectivamente axialmente exterior a” significa “cuja distância axial medida desde o plano equatorial é inferior a, respectivamente superiora”.

[0013] A direção radial é uma direção cortando o eixo de rotação do pneumático e perpendicular ao mesmo. Uma distância radial é medida ao longo da direção radial. A expressão “radialmente interior a, respectivamente radialmente exterior a” significa “cuja distância radial medida desde o eixo de rotação do pneumático é inferior a, respectivamente superior a”.

[0014] No caso de veículos, notadamente destinados a usos em minas ou escavações para o transporte de cargas, as dificuldades de acesso e as exigências de rendimento conduzem os fabricantes destes veículos a aumentar a sua capacidade de carga. Resulta que os veículos são cada vez maiores e, portanto, eles mesmos cada vez mais pesados e podem transportar uma carga cada vez maior. As massas atuais destes veículos podem atingir várias centenas de toneladas e o mesmo ocorre para a carga a transportar; a massa global pode atingir até 600 toneladas.

[0015] Os pneumáticos são assim cada vez mais solicitados. Eles devem ao mesmo tempo apresentar bons desempenhos em termos de desgaste, ser capazes de transmitir os torques necessários e suportar as agressões notadamente devido aos seixos encontrados sobre as pistas.

[0016] O documento FR 1445678 propõe, assim, escolher materiais diferentes ao longo da direção axial para formar a banda de rodagem. A parte central pode ser constituída por um material resistindo melhor ao desgaste que as partes laterais.

[0017] Os materiais resistentes ao desgaste prejudicam, com maior frequência, as propriedades histeréticas. Assim ainda é conhecido realizar a banda de rodagem de um pneumático por uma sobreposição radial de dois materiais diferentes para obter um compromisso das propriedades de desgaste e de histerese que satisfazem as aplicações visadas.

[0018] Tais pneumáticos, por exemplo, são descritos no documento US 6.247.512. Este documento descreve a sobreposição de duas camadas de materiais para formar a banda de rodagem, o material externo vindo ao contato com o solo sendo notadamente mais eficiente em termos de desgaste enquanto que o material interno apresenta propriedades histeréticas permitindo limitar as elevações em temperatura do pneumático na zona da coroa.

[0019] Para este tipo de pneumático, as esculturas presentes sobre a banda de rodagem podem igualmente variar ao longo da direção axial; é, assim, conhecido ter uma razão de vazios inferior na parte central para assegurar as passagens de torques e igualmente evitar as agressões na parte central onde os seixos são mais difíceis de remover.

[0020] A razão de vazios da banda de rodagem é definida de acordo com a invenção pela relação da superfície de incisões ou de ranhuras sobre a superfície total da banda de rodagem. A razão de vazios de uma parte da banda de rodagem é, assim, definida de acordo com a invenção pela relação da superfície de incisões ou de ranhuras, presentes sobre a referida parte da banda de rodagem, sobre a superfície total da referida parte da banda de rodagem.

[0021] Os inventores se colocaram como uma missão fornecer pneumáticos apresentando um compromisso ainda melhorado entre os diferentes desempenhos de desgaste, resistência às agressões e durabilidade.

[0022] Este objetivo foi atingido de acordo com a invenção por um pneumático, com armadura de carcaça radial, compreendendo uma armadura de coroa, ela mesma coberta radialmente por uma banda de rodagem reunida a dois talões por meio de dois flancos, a referida banda de rodagem compreendendo, pelo menos, duas camadas de compostos elastoméricos radialmente sobrepostas e apresentando uma razão de vazios inferior na sua parte central em relação às partes axialmente exteriores, uma primeira camada, de compostos elastoméricos, da banda de rodagem sendo constituída por um primeiro composto elastomérico carregado formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e, pelo menos, duas partes axialmente exteriores formadas por um segundo composto elastomérico, o primeiro composto elastomérico carregado apresentando um valor Z de macro dispersão superior a 65 e um valor máximo de tan(δ), notado tan(δ)max, inferior a 0,150 e o alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico, apresentando um valor pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico.

[0023] Preferivelmente, o alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico, apresenta um valor pelo menos 30% superior ao do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico.

[0024] Um valor Z de macro dispersão superior a 65 de um composto elastomérico carregado significa que a carga é dispersa na matriz elastomérica da composição com uma nota de dispersão Z superior ou igual a 65.

[0025] Na presente descrição, a dispersão de carga em uma matriz elastomérica é caracterizada pelo valor Z, que é medido, após reticulação, de acordo com o método descrito por S. Otto et al. em Kautschuk Gummi Kunststoffe, 58 Jahrgang, NO. 7-8/2005, de acordo com a norma ISO 11345.

[0026] O cálculo do valor Z é baseado sobre a porcentagem de superfície na qual a carga não é dispersa (“% superfície não dispersa”), como medido pelo aparelho “disperGRADER+” fornecido com o seu modo operacional e o seu "software" de exploração “disperDATA” pela empresa Dynisco de acordo com a equação: Z= 100 - (% superfície não dispersa) /0,35

[0027] A porcentagem de superfície não dispersa é, ela mesma, medida graças a uma câmara observando a superfície da amostra sob uma luz incidente a 30°. Os pontos claros são associados à carga e aglomerados, enquanto os pontos escuros são associados à matriz de borracha; um tratamento numérico transforma a imagem em uma imagem preto e branco, e permite a determinação da porcentagem de superfície não dispersa, como descrito por S. Otto no documento acima citado.

[0028] Mais o valor Z é elevado, melhor é a dispersão da carga na matriz de borracha (um valor Z de 100 correspondendo a uma dispersão perfeita e um valor Z de 0 a uma dispersão medíocre). Considera-se que um valor Z superior ou igual a 65 corresponde a uma boa dispersão da carga na matriz elastomérica.

[0029] Os compostos elastoméricos constituindo a banda de rodagem são preparados de acordo com métodos conhecidos.

[0030] A fim de atingir um valor Z de macrodispersão superior a 65, o composto elastomérico constituindo a parte radialmente exterior pode com vantagem ser preparada por formação de um composto padrão de elastômero diênico e carga de reforço.

[0031] No sentido da invenção, entende-se por “composto padrão” (correntemente designado pelo seu nome inglês “masterbatch”), um compósito à base de elastômero no qual foi introduzida uma carga.

[0032] Existem diferentes métodos para obter um composto padrão de elastômero diênico e carga de reforço. Em particular um tipo de solução consiste, para melhorar a dispersão da carga na matriz elastomérica, em proceder à mistura do elastômero e da carga em fase “líquida”. Para isto, recorreu-se a um elastômero sob a forma de látex que se apresenta sob a forma de partículas de elastômero dispersas na água, e a uma dispersão aquosa da carga, ou seja, uma carga dispersa na água, correntemente chamada “slurry”.

[0033] Assim, de acordo com uma das variantes da invenção, o composto padrão é obtido por mistura em fase líquida a partir de um látex de elastômero diênico compreendendo borracha natural e uma dispersão aquosa de uma carga compreendendo o negro de fumo.

[0034] Mais preferivelmente ainda o composto padrão de acordo com a invenção é obtido de acordo com as etapas de processo seguintes, permitindo a obtenção muito de uma boa dispersão da carga na matriz elastomérica:

[0035] - alimentar, com um primeiro fluxo contínuo de um látex de elastômero diênico, uma zona de mistura de um reator de coagulação definindo uma zona alongada de coagulação estendendo-se entre a zona de mistura e uma saída,

[0036] - alimentar a referida zona de mistura do reator de coagulação com um segundo fluxo contínuo de um fluido compreendendo uma carga sob pressão para formar uma mistura com o látex de elastômero misturando o primeiro fluido e o segundo fluido na zona de mistura de modo suficientemente enérgico para coagular o látex de elastômero com a carga antes da saída, a referida mistura escoando como um fluxo contínuo em direção à zona de saída e a referida carga sendo susceptível de coagular o látex de elastômero,

[0037] - recuperar na saída do reator o coágulo obtido previamente sob a forma de um fluxo contínuo e secar o mesmo a fim de recuperar o composto padrão.

[0038] Tal processo de preparação de um composto padrão em fase líquida, por exemplo, é descrito no documento WO 97/36724.

[0039] O fator de perda tan(δ) é uma propriedade dinâmica da camada de composto borrachoso. Ele é medido sobre um viscoanalisador (Metravib VA4000), de acordo com a norma ASTM D 5992-96. Registra-se a resposta de uma amostra de composição vulcanizada (corpo de prova cilíndrico de 4 mm de espessura e 400 mm2 de seção), submetida a uma solicitação sinusoidal de cisalhamento simples alternado, na frequência de 10Hz, a uma temperatura de 100°C. Efetua-se uma varredura em amplitude de deformação de 0,1 a 50% (ciclo ida), depois de 50% a 1% (ciclo retorno). Os resultados explorados são o módulo complexo de cisalhamento dinâmico (G*) e o fator de perda tan(δ). Para o ciclo retorno, indica-se o valor máximo de tan(δ) observado, notado tan(δ)max.

[0040] A resistência à rodagem é a resistência que aparece quando o pneumático roda e revela a elevação em temperatura do referido pneumático. Ela é, assim, representada pelas perdas histeréticas ligadas à deformação do pneumático durante uma revolução. Os valores de tan(δ) dos materiais utilizados são medidos a 10Hz entre 30 e 100°C para integrar o efeito das diferentes frequências de deformação induzidas pela revolução do pneumático. O valor de tan(δ) a 100°C corresponde, assim, a um indicador da resistência à rodagem do pneumático em rodagem.

[0041] Os índices de aptidão ao rasgamento são medidos a 100°C. Determina-se notadamente a força a exercer para obter a ruptura (FRD) em N/mm de espessura e mede-se o alongamento à ruptura (ARD) em % sobre um corpo de prova de dimensões 10 x 105 x 2,5 mm entalhado em seu centro ao longo de seu comprimento sobre uma profundidade de 5 mm.

[0042] As diferentes medições são efetuadas sobre pneumáticos novos, que ainda não tenham efetuado nenhuma rodagem.

[0043] De acordo com uma realização preferida da invenção, a razão de vazios da parte central da banda de rodagem está compreendida entre 2 e 15%, e preferivelmente inferior a 10%.

[0044] Preferivelmente ainda, a razão de vazios das partes axialmente exteriores da banda de rodagem está compreendida entre 20 e 40% e preferivelmente inferior a 30%.

[0045] Os inventores souberam destacar que a combinação de um primeiro composto elastomérico carregado apresentando um valor Z de macro dispersão superior a 65, como material da parte central da primeira camada da banda de rodagem coincidindo, pelo menos em parte, com a zona de razão de vazios a mais baixa e de um segundo composto elastomérico apresentando um valor de alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico, pelo menos 10% superior à do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico, como material das partes axialmente exteriores da banda de rodagem coincidindo, pelo menos em parte, com a zona de razão de vazios a mais elevada conduz a um compromisso entre as propriedades de resistência ao desgaste e de resistência às agressões, favorecendo ao mesmo tempo a transmissão dos torques.

[0046] Com efeito, como lembrado previamente, a razão de vazios no centro da banda de rodagem é reduzida em relação às partes axialmente exteriores. Esta redução da razão de vazios na parte central da banda de rodagem permite preservar a armadura de coroa das agressões, a remoção dos seixos sendo notadamente delicada nesta parte central da banda de rodagem.

[0047] Depois, a escolha do primeiro composto elastomérico carregado apresentando um valor Z de macro dispersão superior a 65, como material da parte central da banda de rodagem, conduz a propriedades em termos de desgaste particularmente favoráveis para o uso de tais pneumáticos, os inventores souberam destacar que o desgaste mais pronunciado aparecia na parte central da banda de rodagem, parte a mais solicitada quando de passagens de torques.

[0048] A escolha do segundo composto elastomérico apresentando um valor de alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico, pelo menos 10% superior à do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico, como material das partes axialmente exteriores da banda de rodagem contribui, por outro lado, a uma melhor resistência às agressões dos pneumáticos, notadamente nas partes da banda de rodagem comportando a razão de vazios a mais elevada. Com efeito, parece que os valores de alongamento à ruptura do segundo composto elastomérico permitem limitar a propagação de inícios de fissuras podendo aparecer devido à presença de seixos que vêm se calçar na escultura. Tais propriedades de alongamento à ruptura do segundo composto elastomérico conferem à mesma, com efeito, propriedades de coesão favoráveis para resistir às agressões.

[0049] Por último, a escolha do primeiro composto elastomérico carregado apresentando um valor Z de macro dispersão superior a 65, como material da parte central da banda de rodagem apresentando, por outro lado, um valor tan(δ)max inferior a 0,150 conduz a propriedades histeréticas favoráveis a um menor aquecimento do pneumático e, assim, uma melhor durabilidade do mesmo.

[0050] Com vantagem, de acordo com a invenção, o alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico, formando as referidos pelo menos duas partes axialmente exteriores da primeira camada de compostos elastoméricos, é superior a 350% e preferivelmente superior ou igual a 400%.

[0051] Com vantagem ainda de acordo com a invenção, o alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico, formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial da primeira camada de compostos elastoméricos, é inferior a 350%.

[0052] Com vantagem de acordo com a invenção, a relação MSA300/MSA100 do primeiro composto elastomérico apresenta um valor pelo menos 15% superior ao da relação MSA300/MSA100 do segundo composto elastomérico.

[0053] Os testes de tração permitem determinar as tensões de elasticidade e as propriedades de ruptura. Eles são efetuados de acordo com a norma francesa NF T 46-002 de setembro de 1988. Um tratamento dos registros de tração permite traçar a curva de módulo em função do alongamento. O módulo utilizado aqui é o módulo secante nominal (ou aparente) medido em primeira elongação, calculado estabelecendo a seção inicial do corpo de prova. Mede-se em primeira elongação os módulos secantes nominais (ou tensões aparentes, em MPa) a 100% e 300% de alongamento notados respectivamente MSA100 e MSA300. As tensões à ruptura (em MPa) e os alongamentos à ruptura (%) são medidos a 23 °C ± 2°C e 100°C ± 2°C, de acordo com a norma NF T 46 - 002.

[0054] De acordo com um modo de realização preferido da invenção, o primeiro composto elastomérico formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial da primeira camada de compostos elastoméricos comporta, como carga de reforço, pelo menos um negro de fumo de superfície específica BET superior a 120 m2/g, empregado a uma taxa compreendida entre 10 e 70 phr.

[0055] Preferivelmente ainda, a carga de reforço do primeiro composto elastomérico formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial da primeira camada de compostos elastoméricos comporta, como carga de reforço, uma fração de negro de fumo, como descrita previamente, e de uma carga branca, a taxa global de carga estando compreendida entre 10 e 90 phr e a razão negro de fumo sobre carga branca sendo superior a 2,7.

[0056] A escolha das cargas como foram descritas acima permite ainda melhorar as propriedades de resistência ao desgaste do primeiro composto elastomérico da primeira camada de compostos elastoméricos.

[0057] Com vantagem ainda de acordo com a invenção, o módulo complexo de cisalhamento dinâmico G* 1% a 100°C do primeiro composto elastomérico, formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial da primeira camada de compostos elastoméricos, é superior a 2,10.

[0058] De acordo com um primeiro modo de realização da invenção, o pneumático de acordo com a invenção comportando, pelo menos, duas camadas de compostos elastoméricos radialmente sobrepostas, a primeira camada tal como previamente descrita, e comportando um primeiro composto elastomérico formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e, pelo menos, duas partes axialmente exteriores formadas por um segundo composto elastomérico, forma a camada radialmente exterior da banda de rodagem, destinada a entrar em contato com o solo.

[0059] De acordo com este primeiro modo de realização, a segunda camada de composto elastomérico radialmente interior e em contato com a referida primeira camada é constituída, com vantagem, por um composto elastomérico apresentando um valor de alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C, pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico da referida primeira camada.

[0060] Com vantagem ainda, a segunda camada de composto elastomérico radialmente interior e em contato com a referida primeira camada é constituída por um composto elastomérico idêntico ao segundo composto elastomérico formando as partes axialmente exteriores da referida primeira camada de compostos elastoméricos.

[0061] A presença deste segundo composto elastomérico radialmente no interior da primeira camada e notadamente de sua parte central pode permitir limitar a propagação de fissuras podendo aparecer no fundo das esculturas da referida parte central da primeira camada e, portanto, favorecer uma melhor resistência às agressões da banda de rodagem.

[0062] De acordo com um segundo modo de realização da invenção, o pneumático de acordo com a invenção comportando, pelo menos, duas camadas de compostos elastoméricos radialmente sobrepostas, a primeira camada tal como previamente descrita, e comportando um primeiro composto elastomérico formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e, pelo menos, duas partes axialmente exteriores formadas por um segundo composto elastomérico, forma uma camada radialmente interior da banda de rodagem. Tal camada da banda de rodagem é destinada a entrar em contato com o solo apenas após um desgaste dado da referida banda de rodagem fazendo desaparecer a ou as camadas radialmente mais exteriores.

[0063] De acordo com este segundo modo de realização, a segunda camada de composto elastomérico radialmente exterior e preferivelmente em contato com a referida primeira camada é constituída, com vantagem, por um composto elastomérico apresentando um valor Z de macro dispersão superior a 65 e um valor máximo de tan(δ), notado tan(δ)max, inferior a 0,150.

[0064] Com vantagem ainda, a segunda camada de composto elastomérico radialmente exterior e em contato com a referida primeira camada é constituída por um composto elastomérico idêntico ao primeiro composto elastomérico formando a parte central da referida primeira camada de compostos elastoméricos.

[0065] A presença deste primeiro composto elastomérico radialmente no exterior da primeira camada e, notadamente, de suas partes axialmente exteriores pode permitir melhorar as propriedades de resistência ao desgaste da banda de rodagem. Os inventores souberam destacar que, quando de passagem de curvas, as partes axialmente exteriores dos pneumáticos de veículos de uso em engenharia civil, de tipo dumper apresentando uma largura axial superior a 93,9 cm (37 polegadas) são submetidas a solicitações particularmente severas. Revela-se igualmente que a severidade destas solicitações varia com as dimensões do pneumático, as solicitações aumentando notadamente com a relação da altura do flanco sobre a largura do pneumático.

[0066] A espessura desta segunda camada de composto elastomérico, de acordo com este segundo modo de realização da invenção poderá assim, com vantagem, variar em função da dimensão do pneumático. De acordo com a invenção, a espessura desta segunda camada formando a parte radialmente exterior da banda de rodagem diminui com vantagem quando a largura do pneumático aumenta. Ela é, por outro lado, com vantagem, definida para desaparecer após um desgaste conduzindo a uma diminuição notável das solicitações induzindo uma mobilidade reduzida dos blocos de escultura e um aumento da rigidez transversal do pneumático favoráveis nas passagens de curvas.

[0067] Para pneumáticos de dimensão inferior ou igual a 144,7 cm (57 polegadas) (diâmetro medido entre a base dos talões do pneumático), a espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da segunda camada de composto elastomérico, de acordo com este segundo modo de realização da invenção, é preferivelmente superior a 50% da espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada de composto elastomérico.

[0068] Para pneumáticos de dimensão superior a 144,7 cm (57 polegadas) (diâmetro medido entre a base dos talões do pneumático), a espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da segunda camada de composto elastomérico, de acordo com este segundo modo de realização da invenção, é preferivelmente superior a 10% da espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada de composto elastomérico.

[0069] Preferivelmente ainda de acordo com este segundo modo de realização da invenção, a banda de rodagem comporta uma terceira camada de composto elastomérico radialmente interior e em contato com a referida primeira camada, com vantagem constituída por um composto elastomérico apresentando um valor de alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C, pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico da referida primeira camada.

[0070] Com vantagem ainda, a terceira camada de composto elastomérico radialmente interior e em contato com a referida primeira camada é constituída por um composto elastomérico idêntico ao segundo composto elastomérico formando as partes axialmente exteriores da referida primeira camada de compostos elastoméricos.

[0071] Como no caso do primeiro modo de realização, tal camada radialmente interior permite ter um composto elastomérico permitindo limitar a propagação de inícios de fissuras que podem notadamente aparecer devido à presença de seixos no fundo das esculturas da parte central da primeira camada da banda de rodagem.

[0072] A espessura global da banda de rodagem sendo definida por parâmetros de concepção e de uso dos pneumáticos, a espessura das diferentes camadas formando a banda de rodagem é levada a variar com a dimensão do pneumático, como lembrado previamente.

[0073] Para pneumáticos de dimensão inferior ou igual a 144,7 cm (57 polegadas) (diâmetro medido entre a base dos talões do pneumático), a espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da terceira camada de composto elastomérico, de acordo com este segundo modo de realização da invenção, é preferivelmente superior a 25% da espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada de composto elastomérico.

[0074] Para pneumáticos de dimensão superior a 144,7 cm (57 polegadas) (diâmetro medido entre a base dos talões do pneumático), a espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da terceira camada de composto elastomérico, de acordo com este segundo modo de realização da invenção, é preferivelmente superior a 35% da espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada de composto elastomérico.

[0075] Uma variante vantajosa da invenção, de acordo com um ou o outro dos modos de realização previamente lembrados, prevê ainda a presença de uma camada suplementar de um composto elastomérico em uma posição radialmente a mais interior da banda de rodagem e, portanto, ao contato da armadura de coroa do pneumático, apresentando um valor máximo de tan(δ), notado tan(δ)max, inferior a 0,100.

[0076] A presença desta camada suplementar radialmente a mais interior da banda de rodagem pode permitir diminuir ainda as elevações em temperatura da banda de rodagem e, portanto, favorece as propriedades de durabilidade do pneumático.

[0077] A presença desta camada suplementar radialmente a mais interior da banda de rodagem pode ainda permitir diminuir a temperatura de funcionamento do pneumático na zona da coroa para permitir reduzir a resistência à rodagem do pneumático.

[0078] A espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, desta camada suplementar de composto elastomérico está compreendida, com vantagem, entre 15% e 25% da espessura medida, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da banda de rodagem completa.

[0079] De acordo com a invenção, as medições de espessuras acima citadas são realizadas sobre pneumáticos no estado novo, não tendo ainda rodado e, portanto, não apresentando nenhum desgaste da banda de rodagem.

[0080] Outros detalhes e características vantajosos da invenção surgirão a seguir da descrição de exemplos de realização da invenção em referência às figuras 1 a 3 que representam:

[0081] - figura 1, uma vista meridiana de um esquema de um pneumático de acordo com a invenção,

[0082] - figura 2, uma vista meridiana de um esquema da banda de rodagem do pneumático da figura 1, de acordo com uma primeira realização da invenção,

[0083] - figura 3, uma vista meridiana de um esquema da banda de rodagem do pneumático da figura 1, de acordo com um segundo modo de realização da invenção.

[0084] As figuras não são representadas em escala para simplificar a compreensão.

[0085] A figura 1 representa esquematicamente um pneumático 1 destinado a ser utilizado sobre veículos de tipo Dumper. Ela compreende uma armadura de carcaça radial 2 ancorado em dois talões 3, em torno de cordonéis 4. A armadura de carcaça 2 é formada de uma camada de cabos metálicos. A armadura de carcaça 2 é cintada por uma armadura de coroa 5, ela mesma coberta por uma banda de rodagem 6. A banda de rodagem 6 é constituída, de acordo com a invenção, de uma parte central 7, estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial XX', e de duas partes axialmente exteriores 8, 9.

[0086] De acordo com a invenção, a parte central 7 da banda de rodagem 6 apresenta uma razão de vazios (as esculturas da banda de rodagem não são representadas nas figuras) inferior à das partes axialmente exteriores 8 e 9.

[0087] As figuras 2 e 3 ilustram de modo muito esquemático a constituição da banda de rodagem 6 para dois pneumáticos de dimensões diferentes, a referida banda de rodagem 6 sendo de acordo com a invenção constituída de, pelo menos, duas camadas de composto elastomérico radialmente sobrepostas, uma primeira camada de composto elastomérico sendo constituída por um primeiro composto elastomérico formando uma parte estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e, pelo menos, duas partes axialmente exteriores formadas por um segundo composto elastomérico.

[0088] Na figura 2, é representada esquematicamente a banda de rodagem 6 de um pneumático de dimensão 53/80R63.

[0089] A razão de vazios na parte central da banda de rodagem 6 é igual a 3%. A razão de vazios nas partes axialmente exteriores da banda de rodagem 6 é igual a 29%.

[0090] De acordo com a invenção, a banda de rodagem 6 é constituída por uma primeira camada 61 formada de um primeiro composto elastomérico M1 formando uma parte 61a estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial XX' e de pelo menos duas partes axialmente exteriores 61b formadas por um segundo composto elastomérico M2.

[0091] O composto elastomérico M1 carregado apresenta um valor Z de macro dispersão igual a 80 e um valor tan(δ)max igual a 0,133.

[0092] O composto elastomérico M2 apresenta um alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C, igual a 447%.

[0093] O composto elastomérico M1 apresenta um alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C, igual a 316%.

[0094] O valor do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do composto elastomérico M2, é superior ao do alongamento à ruptura, de acordo com uma medição de aptidão ao rasgamento a 100°C do composto elastomérico M1 de 41% e, portanto, de acordo com a invenção de pelo menos 10% e preferivelmente 30%.

[0095] A banda de rodagem 6 comporta uma segunda camada 62 radialmente exterior e entrando em contato com o solo constituída pelo composto M1.

[0096] A banda de rodagem 6 comporta ainda uma terceira camada 63 radialmente interior e em contato com a primeira camada 61 constituída pelo composto M2.

[0097] A banda de rodagem 6 comporta igualmente a uma camada suplementar 64 radialmente a mais interior constituída por um composto elastomérico M3 um valor tan(δ)max igual a 0,060.

[0098] Os compostos M1, M2 e M3 são descritos na tabela abaixo com algumas das suas propriedades.

A espessura d61 da primeira camada 61 é igual a 64 mm. A espessura d62 da segunda camada 62 é igual a 14 mm. A espessura d63 da terceira camada 63 é igual a 28 mm. A espessura d64 da camada suplementar 64 é igual a 22 mm.

[0099] A relação da espessura d62 da segunda camada 62 sobre a espessura d61 da primeira camada 61 é igual a 22% e, portanto, superior a 10%.

[00100] A relação da espessura d63 da terceira camada 63 sobre a espessura d61 da primeira camada 61 é igual a 44% e, portanto, superior a 35%.

[00101] A relação da espessura d64 da camada suplementar 64 sobre a espessura total da banda de rodagem, isto é, sobre a soma das espessuras (d61 + d62 + d63 + d64) é igual a 17% e, portanto, compreendida entre 15 e 25%.

[00102] As medições das espessuras são realizadas sobre um corte meridiano de um pneumático no estado novo, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior.

[00103] Na figura 3, é representada esquematicamente a banda de rodagem 6 de um pneumático de dimensão 40.00R57.

[00104] A razão de vazios na parte central da banda de rodagem 6 é igual a 3%. A razão de vazios nas partes axialmente exteriores da banda de rodagem 6 é igual a 33%.

[00105] De acordo com a invenção, a banda de rodagem 26 é constituída por uma primeira camada 261 formada de um primeiro composto elastomérico M21 formando uma parte 261a estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial XX' e de pelo menos duas partes axialmente exteriores 261b formadas por um segundo composto elastomérico M22.

[00106] A banda de rodagem 26 comporta uma segunda camada 262 radialmente exterior e entrando em contato com o solo constituída pelo composto M21.

[00107] A banda de rodagem 26 comporta ainda uma terceira camada 263 radialmente interior e em contato com a primeira camada 261 constituída pelo composto M22.

[00108] A banda de rodagem 26 comporta igualmente uma camada suplementar 264 radialmente a mais interior constituída por um composto elastomérico M23 um valor tan(δ)max igual a 0,060.

[00109] Os compostos M21, M22 e M23 são idênticos aos compostos M1, M2 e M3 correspondendo à figura 2. A espessura d261 da primeira camada 261 é igual a 32 mm. A espessura d262 da segunda camada 262 é igual a 46 mm. A espessura d263 da terceira camada 263 é igual a 14 mm. A espessura d264 da camada suplementar 264 é igual a 22 mm.

[00110] A relação da espessura d262 da segunda camada 262 sobre a espessura d261 da primeira camada 261 é igual a 140% e, portanto, superior a 50%.

[00111] A relação da espessura d263 da terceira camada 263 sobre a espessura d261 da primeira camada 261 é igual a 44% e, portanto, superior a 25%.

[00112] A relação da espessura d64 da camada suplementar 264 sobre a espessura total da banda de rodagem, isto é, sobre a soma das espessuras (d261 + d262 + d263 + d264) é igual a 19% e, portanto, compreendida entre 15 e 25%.

[00113] Como para a figura 2, as medições das espessuras são realizadas em um corte meridiano de um pneumático no estado novo, ao longo da direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente a mais exterior.

[00114] Testes foram realizados com veículos equipados com os pneumáticos de acordo com a invenção para avaliar as suas propriedades de desgaste.

[00115] Estes testes consistem em fazer rodar os pneumáticos montados sobre o eixo traseiro motor de um veículo. Os veículos circulam sobre uma pista inclinada a 14% em sucessivamente em subida e descida durante uma duração de 1500 horas. A pista é constituída por seixos de tamanho de 15 e 30 mm.

[00116] Estes testes são realizados por um lado com os pneumáticos de acordo com a representação da figura 2, notados P1 (dimensão 53/80R63) e pneumáticos de acordo com a representação da figura 3, notados P2 (dimensão 40.00R57).

[00117] Os pneumáticos P1 de dimensão 53/80R63, são calibrados a uma pressão de 7 bars e submetidos a uma carga de 87,5 toneladas.

[00118] Os pneumáticos P2 de dimensão 40.00R57 são calibrados a uma pressão de 7 bars e submetidos a uma carga de 64,5 toneladas.

[00119] Estes pneumáticos são comparados respectivamente com pneumáticos de referências R1 e R2 montados respectivamente sobre os mesmos veículos. Os pneumáticos R1 e R2 são pneumáticos conhecidos para este tipo de aplicação.

[00120] Os pneumáticos R1 são de mesmas dimensões que os pneumáticos P1 e os pneumáticos R2 são de mesmas dimensões que os pneumáticos P2.

[00121] As bandas de rodagem dos pneumáticos de referência R1 e R2 são realizadas de modo idêntico e comportam duas camadas radialmente sobrepostas, a camada radialmente exterior sendo constituída por um primeiro material A1 e a camada radialmente interior sendo constituída por um material A2 .

[00122] No pneumático R1, a espessura da camada radialmente exterior constituída pelo material A1 é igual a 106 mm e a espessura da camada radialmente interior constituída pelo material A2 é igual a 22 mm.

[00123] No pneumático R2, a espessura da camada radialmente exterior constituída pelo material A1 é igual a 92 mm e a espessura da camada radialmente interior constituída pelo material A2 é igual a 22 mm.

[00124] A constituição e as propriedades destes materiais são descritas na tabela seguinte.

[00125] Os resultados obtidos quando de rodagens nas condições descritas previamente destacaram ganhos em desgaste compreendidos entre 15 e 20% com os pneumáticos de acordo com a invenção comparados com os pneumáticos de referência.

[00126] Outros testes foram realizados com veículos equipados com os pneumáticos de acordo com a invenção para avaliar as suas propriedades em termos de resistência às agressões.

[00127] Estes últimos testes consistem em fazer rodar dos veículos sobre uma pista em circuito de 500 metros comportando uma zona de 50 metros de comprimento constituída por seixos de tamanhos entre 145 e 200 mm. As rodagens são efetuadas durante uma duração de 500 horas com uma velocidade de 15 km/h sobre o circuito fora da zona pavimentada com seixos e 5 km/h sobre a referida zona pavimentada com seixos.

[00128] Os pneumáticos P1 de acordo com a invenção de dimensão 53/80R63 são calibrados a 7 bars e submetidos a uma carga de 74 toneladas.

[00129] Os pneumáticos P2 de acordo com a invenção de dimensão 40.00R57 são calibrados a 7 bars e submetidos a uma carga de 54 toneladas.

[00130] Após rodagem, os pneumáticos são descascados e conta-se o número de fissuras atingindo a armadura de coroa. O número de fissuras atingindo a armadura de coroa traduz a resistência razoavelmente boa às agressões de um pneumático.

[00131] Como no caso dos primeiros testes, os pneumáticos de acordo com a invenção P1 e P2 são comparados respectivamente com os pneumáticos de referência R1 e R2 descritos previamente e montados respectivamente sobre os mesmos veículos.

[00132] Os resultados obtidos, na realização dos testes, destacaram ganhos em resistência às agressões da ordem de 20% com os pneumáticos de acordo com a invenção comparados com os pneumáticos de referência.

[00133] Os resultados destes dois tipos de testes mostram que os pneumáticos de acordo com a invenção conduzem a um compromisso entre os diferentes desempenhos de desgaste e resistência às agressões melhorados.

Claims

1. Pneumático (1) com armadura de carcaça radial (2), compreendendo uma armadura de coroa (5), ela mesma coberta radialmente por uma banda de rodagem (6; 26) unida a dois talões por meio de dois flancos, a referida banda de rodagem (6; 26) compreendendo pelo menos duas camadas (61, 62, 63, 64; 261, 262, 263, 264) de compostos elastoméricos radialmente sobrepostas e apresentando uma razão de vazios inferior na sua parte central (7) em relação às partes axialmente exteriores (8, 9), uma primeira camada (61; 261) de compostos elastoméricos da banda de rodagem (6; 26) sendo constituída por um primeiro composto elastomérico formando uma parte (61a; 261a) estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e pelo menos duas partes axialmente exteriores (61b; 261b) formadas por um segundo composto elastomérico, caracterizadopelo fato de que o primeiro composto elastomérico apresenta um valor Z de macro dispersão superior a 65 e um valor máximo de tan(δ), denotado tan(δ)max, inferior a 0,150, e em que o alongamento à ruptura em um ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C do segundo composto elastomérico apresenta um valor pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura em um ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C do primeiro composto elastomérico.

2. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a relação MSA300/MSA100 do primeiro composto elastomérico apresenta um valor pelo menos 15% superior ao da relação MSA300/MSA100 do segundo composto elastomérico.

3. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o primeiro composto elastomérico contém, como carga de reforço, pelo menos negro de fumo usado em um teor entre 10 e 70 phr, e em que o negro de fumo apresenta uma superfície específica BET superior a 140 m2/g.

4. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que o primeira composto elastomérico contém, como uma fração de negro de fumo, de superfície específica BET superior a 140 m2/g, e uma carga branca, em que a carga de reforço é usada em um teor entre 10 e 90 phr, e em que a razão de negro de fumo para carga branca é superior a 2,7.

5. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o módulo complexo de cisalhamento dinâmico G* 1% a 100°C do primeiro composto elastomérico é superior a 2,10.

6. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (61; 261) de composto elastomérico, constituída por um primeiro composto elastomérico formando uma parte (61a; 261a) estendendo-se pelo menos na zona do plano equatorial e pelo menos duas partes axialmente exteriores (61b; 261b) formadas por um segundo composto elastomérico, forma a camada radialmente exterior da banda de rodagem.

7. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o composto elastomérico que forma a segunda camada radialmente interior em contato com a referida primeira camada (61; 261) apresenta um valor de alongamento à ruptura, em ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C, que é pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura do primeiro composto elastomérico da referida primeira camada (61; 261), em ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C.

8. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o composto elastomérico que forma uma segunda camada radialmente exterior (62; 262) em contato com a referida primeira camada (61; 261), formando a camada radialmente exterior da banda de rodagem, apresenta um valor Z de macro dispersão superior a 65 e um valor máximo de tan(δ), denotado tan(δ)max, inferior a 0,150.

9. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a banda de rodagem compreende uma terceira camada radialmente interior (63; 263) em contato com a referida primeira camada (61; 261) e em que o composto elastomérico que forma a referida terceira camada (63; 263) forma um valor de alongamento à ruptura, em ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C, que é pelo menos 10% superior ao do alongamento à ruptura do primeiro composto elastomérico da referida primeira camada (61; 261), em ensaio de resistência ao rasgamento a 100°C.

10. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 8 ou 9, de dimensão inferior ou igual a 144,7 cm (57 polegadas), caracterizadopelo fato de que a espessura (d262), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da segunda camada (262) de composto elastomérico é superior a 50% da espessura (d261), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada (261) de composto elastomérico.

11. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 9, de dimensão inferior ou igual a 144,7 cm (57 polegadas), caracterizadopelo fato de que a espessura (dzes), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da terceira camada (263) de composto elastomérico é superior a 25% da espessura (d261), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada (261) de composto elastomérico.

12. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 8 ou 9, de dimensão estritamente superior a 144,7 cm (57 polegadas), caracterizadopelo fato de que a espessura (d262), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da segunda camada (62) de composto elastomérico é superior a 10% da espessura (d61), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada (61) de composto elastomérico.

13. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 9, de dimensão estritamente superior a 144,7 cm (57 polegadas), caracterizadopelo fato de que a espessura (d63), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da terceira camada (63) de composto elastomérico é superior a 35% da espessura (d61), medida na direção radial na extremidade da camada de trabalho radialmente mais exterior em um corte meridiano do pneumático, da primeira camada (61) de composto elastomérico.

14. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o referido pneumático compreende uma camada suplementar (64; 264) de um composto elastomérico em uma posição radialmente mais interior da banda de rodagem (6; 26), e em que o composto elastomérico da referida camada suplementar (64; 264) apresenta um valor máximo de tan(δ), denotado tan(δ)max, inferior a 0,100.