BR112018008510B1

BR112018008510B1 - Pneumático com camadas de trabalho que compreendem monofilamentos e com banda de rodagem com lamelas

Info

Publication number: BR112018008510B1
Application number: BR112018008510-3A
Authority: BR
Inventors: Aymeric BONNET; Jean-Charles DEROBERT-MAZURE; Jacques Moreljean
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2024-01-30
Also published as: JP2018535876A; FR3042737A1; CN108136855A; CN108136855B; EP3368349A1; WO2017072136A1; EP3368349B1; BR112018008510A2; FR3042737B1; US20180354307A1

Abstract

pneumático com camadas de trabalho que compreendem monofilamentos e com banda de rodagem incisada. a invenção visa a aumentar a resistência dos pneumáticos que compreendem 2 camadas de trabalho cruzadas (41, 42), que compreendem elementos de reforço paralelos entre si e que formam com a direção circunferencial (xx') do pneumático, um ângulo pelo menos igual a 20(graus) e no máximo igual a 50(graus), os ditos elementos de reforço sendo constituídos por fios metálicos unitários ou monofilamentos que têm uma seção pelo menos igual a 0,20 mm e no máximo igual a 0,5 mm. o pneumático compreende também incisões axialmente exteriores (24) que têm uma largura média w no máximo igual a 1 mm, de uma profundidade d pelo menos igual a 5 mm e espaçadas, de acordo com a direção circunferencial (xx'), de um passo circunferencial p pelo menos igual a 4 mm e ranhuras axialmente exteriores (25) de uma largura média w pelo menos igual a 1 mm, de uma profundidade d no máximo igual a 5 mm.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um pneumático de veículo de turismo e mais especialmente à coroa de um tal pneumático.

[0002] Um pneumático tendo uma geometria de revolução em relação a um eixo de rotação, a geometria do pneumático é geralmente descrita em um plano meridiano que contém o eixo de rotação do pneumático. Para um plano meridiano dado, as direções radial, axial e circunferencial designam respectivamente as direções perpendicular ao eixo de rotação do pneumático, paralela ao eixo de rotação do pneumático e perpendicular ao plano meridiano.

[0003] No que se segue, as expressões “radialmente interior a” e “radialmente exterior a” significam respectivamente “mais próximo do eixo de rotação do pneumático, de acordo com a direção radial, que” e “mais afastado do eixo de rotação do pneumático, de acordo com a direção radial, que”. As expressões “axialmente interior a” e “axialmente exterior a” significam respectivamente “mais próximo do plano equatorial, de acordo com a direção axial, que” e “mais afastado do plano equatorial, de acordo com a direção axial, que”. Uma “distância radial” é uma distância em relação ao eixo de rotação do pneumático, e uma “distância axial” é uma distância em relação ao plano equatorial do pneumático. Uma “espessura radial” é medida de acordo com a direção radial, e uma “largura axial” é medida de acordo com a direção axial.

[0004] Um pneumático compreende uma coroa que compreende uma banda de rodagem destinada a entrar em contato com o solo por intermédio de uma superfície de banda de rodagem, dois talões destinados a entrar em contato com um aro e dois flancos que ligam a coroa aos talões. Por outro lado, um pneumático compreende um reforço de carcaça que compreende pelo menos uma camada de carcaça, radialmente interior à coroa e que liga os dois talões.

[0005] A banda de rodagem de um pneumático é delimitada, de acordo com a direção radial, por duas superfícies circunferenciais das quais a mais radialmente exterior é chamada de superfície de banda de rodagem e das quais a mais radialmente interior é chamada de superfície de fundo de escultura. Além disso, a banda de rodagem de um pneumático é delimitada, de acordo com a direção axial, por duas superfícies laterais. A banda de rodagem é por outro lado constituída por uma ou várias misturas de borracha. A expressão “mistura de borracha” designa uma composição de borracha que compreende pelo menos um elastômero e uma carga.

[0006] A coroa compreende pelo menos um reforço de coroa radialmente interior à banda de rodagem. O reforço de coroa compreende pelo menos um reforço de trabalho, que compreende pelo menos uma camada de trabalho composta por elementos de reforço paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial, um ângulo compreendido entre 15° e 50°. O reforço de coroa pode também compreender pelo menos uma camada de reforço composta por elementos de reforço que formam, com a direção circunferencial, um ângulo compreendido entre 0° e 10°, o reforço de cinta sendo na maior parte das vezes mas não obrigatoriamente radialmente exterior às camadas de trabalho.

[0007] A fim de obter desempenhos em aderência sobre solo molhado, recortes são dispostos na banda de rodagem. Um recorte designa ou um poço, ou um sulco, ou uma lamela, ou um sulco circunferencial e forma um espaço que desemboca na superfície de banda de rodagem. Um poço não tem na superfície de banda de rodagem nenhuma dimensão principal característica. Uma lamela ou um sulco apresenta, na superfície de banda de rodagem duas dimensões principais características: uma largura W e um comprimento Lo, tal que o comprimento Lo é pelo menos igual a 2 vezes sua largura W. Uma lamela ou um sulco é portanto delimitada por pelo menos duas faces laterais principais que determinam seu comprimento Lo e que são ligadas por uma face de fundo, as duas faces laterais principais sendo distantes uma da outra de uma distância não nula, dita largura W da lamela ou do sulco.

[0008] Por definição, uma lamela ou um sulco que é delimitada por: - unicamente duas faces laterais principais, é dita transpassante, - por três faces laterais, das quais duas principais que determinam o comprimento do recorte, é dita zarolha, - por quatro faces laterais, das quais duas principais que determinam o comprimento do recorte, é dita cega.

[0009] A diferença entre uma lamela e um sulco é o valor tomado pela distância média que separa as duas faces laterais principais do recorte, a saber sua largura W. No caso de uma lamela, essa distância é apropriada para permitir a colocação em contato das duas faces laterais principais confrontantes por ocasião da passagem da lamela no contato com a pavimentação. No caso de um sulco, as faces laterais principais desse sulco não podem entrar em contato uma contra a outra nas condições usuais de rodagem. Essa distância para uma lamela é geralmente para os pneumáticos de veículo de turismo no máximo igual a 1 milímetro (mm). Um sulco circunferencial é um recorte de direção substancialmente circunferencial, substancialmente contínua, em toda a circunferência do pneumático.

[0010] Mais precisamente, a largura W é a distância média, determinada no comprimento do recorte e em uma porção radial do recorte compreendida entre uma primeira superfície circunferencial, radialmente interior à superfície de banda de rodagem a uma distância radial de 1 mm, e uma segunda superfície circunferencial, radialmente exterior à superfície de fundo a uma distância radial de 1 mm, a fim de evitar qualquer problema de medição ligada à conexão das duas faces laterais principais com a superfície de banda de rodagem e a superfície de fundo.

[0011] A profundidade do recorte é a distância radial máxima entre a superfície de banda de rodagem e o fundo do recorte. O valor máximo das profundidades dos recortes é chamado de profundidade na banda de rodagem D. A superfície de fundo de escultura é definida como a superfície submetida a uma translação da superfície de banda de rodagem radialmente para o interior de uma distância radial igual à profundidade na banda de rodagem.

ESTADO DA TÉCNICA

[0012] No contexto atual de desenvolvimento sustentável, a economia de recursos e, portanto, de matérias primas é um dos objetivos maiores dos industriais. Para os pneumáticos de veículo de turismo, uma das vias de pesquisa para esse objetivo, consiste em substituir os cabos metálicos habitualmente utilizados como elementos de reforço de diferentes camadas do reforço de coroa por fios individuais ou monofilamentos tais como descritos no documento EP 0043563 no qual esse tipo de elementos de reforço é utilizado em um duplo objetivo de ganho de massa e de resistência à rodagem.

[0013] No entanto a utilização desse tipo de elementos de reforço apresenta o inconveniente de acarretar um problema de flambagem em compressão que traz uma resistência insuficiente do pneumático como o descreve o documento EP2537686. Assim como o descreve esse mesmo documento, o profissional propõe uma disposição especial das diferentes camadas do reforço de coroa, uma qualidade específica dos materiais que compõem os elementos de reforço do reforço de coroa para resolver esse problema.

[0014] Uma análise fina do fenômeno físico mostra que a flambagem dos monofilamentos ocorre nas partes que são as mais axialmente exteriores da banda de rodagem sob os recortes como o menciona o documento JP 2012071791. Essa zona do pneumático tem como particularidade ser submetida a grandes esforços de compressão nas trajetórias curvas do veículo. A resistência à flambagem dos monofilamentos depende da geometria dos recortes, mostrando assim a influência surpreendente da escultura sobre a resistência dos monofilamentos.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0015] O objetivo principal da presente invenção é, portanto, o de aumentar a resistência de um pneumático do qual os elementos de reforço das camadas de trabalho são compostos por monofilamentos pela concepção de uma escultura da banda de rodagem adaptada.

[0016] Esse objetivo é atingido por um pneumático para veículo de turismo, que compreende: - uma banda de rodagem destinada a entrar em contato com um solo por intermédio de uma superfície de banda de rodagem e que tem uma largura axial LT, - a banda de rodagem compreendendo duas porções axialmente exteriores que têm cada uma delas uma largura axial no máximo igual a 0,3 vezes a largura axial LT, - pelo menos uma porção axialmente exterior que compreende recortes axialmente exteriores, um recorte axialmente exterior que forma um espaço que desemboca na superfície de banda de rodagem e que é delimitado por pelo menos duas faces laterais ditas principais ligadas por uma face de fundo, - os recortes axialmente exteriores tendo uma largura média W definida pela distância entre as duas faces laterais principais, uma profundidade D definida pela distância radial máxima entre a superfície de banda de rodagem e a face de fundo, - o pneumático compreendendo por outro lado um reforço de coroa radialmente interior à banda de rodagem, - o reforço de coroa compreendendo um reforço de trabalho e um reforço de cinta, - o reforço de trabalho sendo constituído por 2 camadas de trabalho, que compreendem cada uma delas elementos de reforço revestidos por um material elastomérico, paralelos entre si e que formam respectivamente com uma direção circunferencial (XX’) do pneumático, um ângulo orientado pelo menos igual a 20° e no máximo igual a 50° em valor absoluto e de sinal oposto de uma camada para a seguinte, - os ditos elementos de reforço de cada lona sendo constituídos por fios metálicos individuais ou monofilamentos que têm uma seção da qual a menor dimensão é pelo menos igual a 0,20 mm e no máximo igual a 0,5 mm, uma resistência à ruptura Rm, - a densidade de elementos de reforço de cada camada de trabalho sendo pelo menos igual a 100 fios por dm e no máximo igual a 200 fios por dm, - o reforço de cinta compreendendo pelo menos uma camada de reforço que compreende elementos de reforço, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, um ângulo β no máximo igual a 10° em valor absoluto, - quando os recortes axialmente exteriores têm uma largura média W no máximo igual a 1 mm, esses recortes axialmente exteriores, chamados de lamelas, têm uma profundidade D pelo menos igual a 5 mm e são espaçados, de acordo com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, de um espaçamento circunferencial P pelo menos igual a 4 mm, - quando os recortes axialmente exteriores têm uma largura média W pelo menos igual a 1 mm, esses recortes axialmente exteriores, chamados de sulcos, têm uma profundidade D no máximo igual a 5 mm, - a resistência à ruptura Rc de cada camada de trabalho é pelo menos igual a 30 000 N/dm, Rc sendo definida por: Rc = Rm*S*d, na qual Rm é a resistência à ruptura em tração dos monofilamentos em MPa, S a seção dos monofilamentos em mm2 e d a densidade de monofilamentos da camada de trabalho considerada, em número de monofilamentos por dm.

[0017] Usualmente, as faces laterais principais têm substancialmente a mesma forma e são distantes uma da outra de uma distância igual à largura W do recorte.

[0018] Para os recortes de forma complexa, é entendida por largura do recorte a distância média das faces laterais principais calculada a média sobre o comprimento curvilíneo médio das faces laterais principais do recorte.

[0019] Do ponto de vista do funcionamento mecânico, a flambagem de um elemento de reforço se produz em compressão. Ela só se produz radialmente no interior das porções que são as mais axialmente exteriores da banda de rodagem pois é nessa zona que os esforços de compressão são os maiores em caso de esforço transversal. Essas porções que são as mais axialmente exteriores têm cada uma delas como largura axial máxima 0,3 vezes a largura total da banda de rodagem do pneumático.

[0020] A flambagem é um fenômeno complexo e instável que leva a uma ruptura por fadiga de um objeto que tem pelo menos uma dimensão de uma ordem de grandeza inferior a uma dimensão principal como as vigas ou as carcaças. Os monofilamentos são objetos desse tipo com uma seção muito inferior ao comprimento dos mesmos. O fenômeno começa por uma colocação em compressão da dimensão principal. Ele prossegue em razão de uma dissimetria da geometria do monofilamento, ou da existência de um esforço transverso por uma colocação em flexão do monofilamento, solicitação bastante destrutiva para os materiais metálicos. Esse fenômeno complexo é notadamente muito dependente das condições nos limites, da mobilidade do elemento, da direção do esforço aplicado e da deformação resultante desse esforço. Se essa deformação não é efetuada substancialmente de acordo com a direção da dimensão principal do monofilamento então a flambagem não ocorrerá e, no caso dos monofilamentos circundados por uma matriz de mistura de borracha das camadas de trabalho de um pneumático, o esforço é retomado pelo cisalhamento da mistura de borracha entre os monofilamentos.

[0021] Além disso a flambagem dos monofilamentos das camadas de trabalho só se produz nas porções que são as mais flexíveis da banda de rodagem. Essas porções podem corresponder a porções axialmente exteriores da banda de rodagem que compreendem recortes axialmente exteriores, com largura pelo menos igual a 1 mm e profundidade D pelo menos igual a 5 mm, a saber sulcos. Essas porções podem também corresponder a porções axialmente exteriores da banda de rodagem que têm uma alta densidade de recortes estreitos, a saber lamelas com profundidade D pelo menos igual a 5 mm e espaçadas, de acordo com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, de um espaçamento circunferencial P no máximo igual a 4 mm. O espaçamento circunferencial é a distância circunferencial média na porção que é a mais axialmente exterior considerada da banda de rodagem entre os perfis lineares médios de duas lamelas axialmente exteriores circunferencialmente consecutivas. Habitualmente, as bandas de rodagem dos pneumáticos podem apresentar espaçamentos circunferenciais variáveis notadamente para limitar o ruído por ocasião da rodagem.

[0022] Uma solução para evitar a flambagem dos monofilamentos das camadas de trabalho é que os recortes axialmente exteriores tenham uma largura inferior a 1 mm, assim eles se fecham na área de contato e, portanto, protegem os monofilamentos da flambagem mas espaçados, de acordo com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, de um espaçamento circunferencial P pelo menos igual a 4 mm, para evitar uma flexibilização da porção da banda de rodagem. É preciso também que os sulcos, recortes com uma largura pelo menos igual a 1 mm, tenham uma profundidade D no máximo igual a 5 mm.

[0023] Para os recortes não axialmente exteriores, o esforço de compressão em caso de esforço transversal sobre o pneumático é pequeno demais para provocar a flambagem. Por outro lado, é corrente nos pneumáticos para veículo de turismo que somente lamelas com uma largura inferior a 1 mm sejam dispostas nas partes axialmente centrais da banda de rodagem.

[0024] Os recortes axialmente exteriores podem ter uma forma qualquer, curva, sinusoidal, em ziguezague, permitir ou não por uma concepção adaptada os deslocamentos relativos de suas faces laterais principais por ocasião da rodagem. Para impedir um deslocamento relativo das faces laterais principais de um recorte, basta criar um elemento de escultura tal que uma das faces vai vir se apoiar sobre a outra quando o deslocamento considerado vai sobrevir. As lamelas em ziguezague, ou sinusoidais no comprimento do recorte, se as duas faces laterais principais são projetadas para se apoiar uma sobre a outra, são exemplos desse tipo de recortes. Se a ondulação da lamela está no sentido da profundidade, os deslocamentos radiais relativos das faces laterais principais serão bloqueados. Se a lamela apresenta uma ondulação dupla no sentido de seu comprimento e de acordo com a profundidade então os dois movimentos serão bloqueados. Na medida em que é um grande deslocamento permitido da coroa que causa a flambagem dos monofilamentos das camadas de trabalho e notadamente aqueles permitidos pela escultura, qualquer bloqueio de deslocamento na escultura, pode trazer uma melhoria do desempenho em resistência dos monofilamentos.

[0025] As duas porções axialmente exteriores da banda de rodagem podem eventualmente conter um ou vários sulcos circunferenciais para diminuir o risco de aquaplanagem sobre solo molhado. Para os pneumáticos de turismo, esses sulcos circunferenciais representam geralmente uma pequena largura da área de contato e não têm impacto conhecido sobre a flambagem dos monofilamentos.

[0026] Os monofilamentos podem ter qualquer forma de seção, sabendo que as seções oblongas representam uma vantagem sobre as seções circulares de mesmo menor dimensão pois a inércia de flexão das mesmas e, portanto, a resistência à flambagem das mesmas são superiores. Para uma seção circular, a menor dimensão corresponde ao diâmetro da seção. Para garantir uma resistência à ruptura em fadiga dos monofilamentos e a resistência ao cisalhamento das misturas de borracha situadas entre os filamentos, a densidade de elementos de reforço de cada camada de trabalho é pelo menos igual a 100 fios por dm e no máximo igual a 200 fios por dm. Por densidade é entendido o número médio de monofilamentos em uma largura de camada de trabalho de 10 cm, essa largura é tomada perpendicularmente à direção dos monofilamentos da camada de trabalho considerada. A distância entre os elementos de reforço consecutivos pode ser fixa ou variável. A colocação dos elementos de reforço em fabricação pode ser efetuada por camada, por pequena tira ou de modo individual.

[0027] Por outro lado, a resistência à flambagem de um monofilamento depende também da resistência dos filamentos axialmente adjacentes, um início de flambagem podendo provocar um outro início de flambagem por efeito de uma distribuição da carga em torno do monofilamento que é submetido à flambagem. Para obter um desempenho em resistência melhorado, é conveniente não somente observar condições de diâmetros e da densidade dos monofilamentos mas também preencher uma condição que tem como objeto a resistência da camada de trabalho a saber a resistência à ruptura Rc de cada camada de trabalho deve ser pelo menos igual a 30 000 N/dm, Rc sendo definida por: Rc = Rm*S*d, na qual Rm é a resistência à ruptura em tração dos monofilamentos em MPa, S a seção dos monofilamentos em mm2 e d a densidade de monofilamentos da camada de trabalho considerada, em número de monofilamentos por dm.

[0028] Para um pneumático para o qual nenhum sentido de montagem é imposto, a solução consiste em aplicar a invenção nas duas porções que são as mais axialmente exteriores da banda de rodagem.

[0029] Para um pneumático para o qual um sentido de montagem é imposto, uma possibilidade é de só aplicar a invenção na porção que é a mais axialmente exterior da banda de rodagem, situada no lado exterior do veículo.

[0030] As esculturas das bandas de rodagem dos pneumáticos de veículo de turismo são habitualmente ou substancialmente simétricas, ou substancialmente antissimétricas, ou substancialmente assimétricas.

[0031] É vantajoso que um recorte axialmente exterior desemboque axialmente no exterior de uma porção axialmente exterior da banda de rodagem a fim de poder evacuar a água estocada no recorte para o exterior da área de contato em caso de rodagem sobre estrada molhada.

[0032] Preferencialmente, quando a banda de rodagem compreende pelo menos um sulco circunferencial, um recorte axialmente exterior desemboca axialmente no interior de um sulco circunferencial da banda de rodagem a fim de poder evacuar a água estocada dentro do recorte na direção do principal meio de estocagem da água em caso de rodagem sobre uma estrada molhada.

[0033] Para o desempenho em aderência é também preferido que as lamelas axialmente exteriores sejam espaçadas, de acordo com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, de um espaçamento circunferencial P no máximo igual a 20 mm, a fim de evitar uma densidade pequena demais das lamelas que traz um desempenho em aderência inadequado.

[0034] Uma solução preferida é que uma lamela axialmente exterior seja munida de ponte. Uma ponte de goma em um recorte corresponde a uma diminuição local da profundidade desse recorte. Essa solução bastante simples permite limitar os deslocamentos relativos das faces laterais principais em todas as direções. Elas têm em contrapartida a desvantagem de se opor à colocação no plano e, portanto, prejudicar a resistência à rodagem e de se opor à circulação da água no fundo do recorte. Para facilitar a colocação no plano e assim melhorar a resistência à rodagem, as pontes de goma podem compreender uma lamela.

[0035] Preferencialmente, a profundidade D das lamelas axialmente exteriores é no máximo igual a 8 mm para evitar uma flexibilidade muito grande da escultura e perdas de desempenho em desgaste e em resistência à rodagem.

[0036] É especialmente vantajoso que a distância radial D1 entre a face de fundo das lamelas axialmente exteriores e o reforço de coroa seja pelo menos igual a 1,5 mm. De fato, essa quantidade mínima de materiais de borracha permite proteger a coroa das agressões e das perfurações por obstáculos, seixos, fragmentos quaisquer que se encontram sobre o solo.

[0037] É preferido que a distância radial D1 entre a face de fundo das lamelas axialmente exteriores e do reforço de coroa seja no máximo igual a 3,5 mm para obter um pneumático com bom desempenho em resistência à rodagem.

[0038] Uma solução preferida, notadamente para o desempenho em ruído, é que todos os recortes axialmente exteriores sejam lamelas.

[0039] Vantajosamente as duas porções axialmente exteriores da banda de rodagem têm cada uma delas uma largura axial (LS1, LS2) no máximo igual a 0,2 vezes a largura axial LT da banda de rodagem.

[0040] Preferencialmente cada camada de trabalho compreende elementos de reforço constituídos por fios metálicos individuais ou monofilamentos que têm uma seção cuja menor dimensão é pelo menos igual a 0,3 mm e no máximo igual a 0,37 mm que constituem um ótimo para o equilíbrio dos desempenhos visados: o ganho de massa e a resistência à flambagem dos elementos de reforço das camadas de trabalho.

[0041] Uma solução preferida é que cada camada de trabalho compreenda elementos de reforço que formam, com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, um ângulo pelo menos igual a 22° e no máximo igual a 35° que constituem um compromisso ótimo entre os desempenhos de comportamento e de resistência do pneumático.

[0042] É vantajoso que a densidade de elementos de reforço de cada camada de trabalho seja pelo menos igual a 120 fios por dm e no máximo igual a 180 fios por dm a fim de garantir a resistência das misturas de borracha que trabalham em cisalhamento entre os elementos de reforço e a resistência desses últimos em tração e compressão.

[0043] Os elementos de reforço das camadas de trabalho podem ser retilíneos ou não. Eles podem ser pré-conformados, de forma sinusoidal, ziguezague, ondulada ou de acordo com uma espiral. Os elementos de reforço das camadas de trabalho são feitos de aço, de preferência feitos de aço ao carbono tal como aqueles utilizados nos cabos tipo “steel cords”; mas é evidentemente possível utilizar outros aços, por exemplo aços inoxidáveis, ou outras ligas.

[0044] Quando um aço ao carbono é utilizado, seu teor em carbono (% em peso de aço) é de preferência compreendido dentro de uma faixa de 0,8 % a 1,2 %. A invenção se aplica em especial a aços do tipo steel cord de resistência muito alta (dito “SHT” para “Super High Tensile”), resistência ultra alta (dito “UHT” para “Ultra High Tensile” ou “MT” para “Mega Tensile”). Os reforços feitos de aço ao carbono têm nesse caso uma resistência em tração (Rm) que é de preferência superior a 3000 MPa, mais preferencialmente superior a 3500 MPa. O alongamento total na ruptura (At) dos mesmos, soma do alongamento elástico e do alongamento plástico, é de preferência superior a 2,0 %.

[0045] Para o que diz respeito aos reforços feitos de aço, as medições de resistência à ruptura anotada Rm (em MPa) e de alongamento na ruptura anotado At (alongamento total em %) são efetuadas em tração de acordo com a norma ISO 6892 de 1984.

[0046] O aço utilizado, que se trate em especial de um aço ao carbono ou de um aço inoxidável, pode ser ele próprio revestido por uma camada metálica que melhora por exemplo as propriedades de execução do monofilamento de aço, ou as propriedades de uso do reforço e/ou do pneumático eles próprios, tais como as propriedades de adesão, de resistência à corrosão ou ainda de resistência ao envelhecimento. De acordo com um modo de realização preferencial, o aço utilizado é recoberto por uma camada de latão (liga Zn-Cu) ou de zinco; é lembrado que por ocasião do processo de fabricação dos fios, o revestimento de latão ou de zinco facilita a trefilação do fio, assim como a colagem do fio com a borracha. Mas os reforços poderiam ser recobertos por uma fina camada metálica diferente do latão ou do zinco, que tem por exemplo como função melhorar a resistência à corrosão desses fios e/ou a adesão à borracha dos mesmos, por exemplo uma fina camada de Co, Ni, Al, de uma liga de dois ou mais dos compostos Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.

[0047] Preferencialmente os elementos de reforço da pelo menos uma camada de reforço são feitos de têxtil de tipo poliamida alifática, poliamida aromática, combinação de poliamida alifática e de poliamida aromática, politereftalato de etileno ou raiom pois os materiais têxteis são especialmente adaptados para esse tipo de uso em razão de sua pequena massa e de sua rigidez elevada. A distância entre elementos de reforço consecutivos da camada de reforço pode ser fixa ou variável. A colocação dos elementos de reforço em fabricação pode ser efetuada por camada, por pequena tira ou de modo individual.

[0048] É vantajoso que o reforço de cinta seja radialmente exterior ao reforço de trabalho para um bom comportamento dessa última em resistência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0049] As características e outras vantagens da invenção serão melhor compreendidas com o auxílio das figuras 1 a 4, as ditas figuras não sendo representadas na escala mas sim de modo simplificado, a fim de facilitar a compreensão da invenção: - A figura 1 é uma vista em perspectiva que representa uma parte de pneumático de acordo com a invenção, em especial sua arquitetura e sua banda de rodagem. - A figura 2 representa o corte meridiano da coroa e ilustra as partes axialmente exteriores 22 e 23 da banda de rodagem, assim como a largura das mesmas. - As figuras 3A e 3B apresentam dois tipos de perfis meridianos radialmente exteriores da banda de rodagem de um pneumático de turismo. - A figura 4 ilustra os termos “borda interior” e “borda exterior” de uma banda de rodagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0050] A figura 1 representa uma parte da coroa de um pneumático. O pneumático compreende uma banda de rodagem 2 destinada a entrar em contato com um solo por intermédio de uma superfície de banda de rodagem 21. Nas porções axialmente exteriores 22 e 23 da banda de rodagem são dispostos recortes axialmente exteriores entre os quais lamelas 24 e sulcos 25. O pneumático compreende adicionalmente um reforço de coroa 3 que compreende um reforço de trabalho 4 e um reforço de cinta 5, o reforço de trabalho compreendendo 2 camadas de trabalho 41 e 42. A figura 1 representa por outro lado recortes cegos, zarolhos, transpassantes axialmente exteriormente ou interiormente simples e complexos, a saber de faces laterais paralelas ou de faces laterais com porções em ziguezague ou sinusoidais na direção principal do recorte ou em sua profundidade de maneira a bloquear certos deslocamentos relativos das 2 faces laterais.

[0051] A figura 1 representa nas partes axialmente exteriores 22 e 23 da banda de rodagem, unicamente sulcos axialmente exteriores axiais, de acordo com o eixo axial (YY’). Na realidade essa representação é de pura conveniência para a legibilidade da figura 1, os sulcos axialmente exteriores nas bandas de rodagem dos veículos de turismo podendo, em função dos desempenhos visados, notadamente em aderência sobre solo molhado, formar um ângulo com a direção axial (YY’) compreendido entre mais ou menos 60°.

[0052] A figura 2 representa esquematicamente o corte meridiano, da coroa do pneumático de acordo com a invenção. Ela ilustra em especial as larguras LS1 e LS2 das porções axialmente exteriores 23 e 24 da banda de rodagem, assim como a largura total da banda de rodagem do pneumático LT. São representadas também a profundidade D de um recorte axialmente exterior 24 e a distância D1 entre a face de fundo 243 de um recorte axialmente exterior 24 e o reforço de coroa 3 medida em um corte meridiano do pneumático. Um corte meridiano do pneumático é obtido por corte do pneumático de acordo com dois planos meridianos. A título de exemplo, um corte meridiano de pneumático tem uma espessura de acordo com a direção circunferencial de cerca de 60 mm ao nível da banda de rodagem. A medição é feita mantendo-se a distância entre os dois talões idêntica a aquela do pneumático montado em seu aro e pouco inflado.

[0053] Nas figuras 3A e 3B, são determinadas as bordas axiais 7 da banda de rodagem que permitem medir a largura da banda de rodagem. Na figura 3A na qual a superfície de banda de rodagem 21 é secante com a superfície axial exterior do pneumático 8, a borda axial 7 é trivialmente determinada pelo profissional. Na figura 3B na qual a superfície de banda de rodagem 21 é contínua com a superfície axial exterior do pneumático 8, é traçada, em um corte meridiano do pneumático, a tangente à superfície de banda de rodagem em qualquer ponto da dita superfície de banda de rodagem dentro da zona de transição para o flanco. A primeira borda axial 7 é o ponto para o qual o ângulo β entre a dita tangente e uma direção axial YY’ é igual a 30°. Quando existem vários pontos para os quais o ângulo β entre a dita tangente e uma direção axial é igual a 30°, é escolhido o ponto que está radialmente o mais no exterior. Será procedido da mesma maneira para determinar a segunda borda axial da banda de rodagem.

[0054] A figura 4 representa esquematicamente pneumáticos montados em aros de montagem de rodas de um veículo 200 e que têm um sentido de montagem predeterminado no veículo. Cada pneumático compreende uma borda axial exterior 45 e uma borda axial interior 46, a borda axial interior 46 sendo a borda montada no lado da caixa do veículo quando o pneumático está montado no veículo de acordo com o dito sentido de montagem predeterminado e inversamente para a borda axial exterior 45. No documento “lado exterior do veículo” designa a borda axial exterior 45.

[0055] Os inventores realizaram cálculos com base na invenção para um pneumático de dimensão 205/55 R16, inflado a uma pressão de 2 bars, que compreende duas camadas de trabalho que compreendem monofilamentos feitos de aço, de diâmetro 0,3 mm, distribuídos de acordo com uma densidade de 158 fios por dm e que formam, com a direção circunferencial XX’, ângulos respectivamente iguais a 27° e -27°. Os monofilamentos têm uma resistência à ruptura Rm igual a 3500 MPa e as camadas de trabalho têm cada uma delas uma resistência em ruptura Rc igual a 39 000 N/dm. O pneumático compreende recortes axialmente exteriores nas duas porções axialmente exteriores da banda de rodagem do pneumático que têm uma largura axial igual a 0,21 vezes a largura axial da banda de rodagem. A distância radial D1 entre a face de fundo dos recortes axialmente exteriores e o reforço de coroa é pelo menos igual a 2 mm.

[0056] Diferentes pneumáticos foram calculados fazendo para isso variar a espessura e o espaçamento circunferencial dos recortes. O pneumático A, de acordo com o estado da técnica, compreende sulcos de seção retangular de largura constante na espessura igual a 3,5 mm e de profundidade igual a 6,5 mm. O espaçamento circunferencial dos sulcos é de 27 mm para 72 sulcos na circunferência do pneumático. O pneumático B, de acordo com a invenção, compreende lamelas de seção retangular de largura constante na espessura igual a 1 mm. O espaçamento circunferencial das lamelas é de 7,8 mm para 252 lamelas na circunferência do pneumático. O espaçamento dos sulcos e das lamelas axialmente exteriores são tais que as taxas de entalhamento volúmico da banda de rodagem dos pneumáticos A e B são idênticas. As condições de cálculo reproduzem as condições de rodagem de um pneumático dianteiro no lado exterior da curva, quer dizer aquele que é o mais solicitado em veículo de turismo. Essas solicitações, para uma aceleração lateral de 0,7 g, são as seguintes: uma carga (Fz) de 749 daN, um esforço lateral (Fy) de 509 daN e uma inclinação do eixo da roda de 3,12°. A espessura e o espaçamento dos recortes, aqui lamelas, e o espaçamento circunferencial dos mesmos no pneumático B permite, com taxa de entalhamento volúmico constante, reduzir de 74 % as tensões de flexão nos monofilamentos do reforço de trabalho em relação ao pneumático A, tensões de flexão que causam a ruptura por fadiga dos mesmos.

Claims

1. Pneumático (1) para veículo de turismo, compreendendo: - uma banda de rodagem (2) destinada a entrar em contato com o solo por meio de uma superfície de banda de rodagem (21) e tendo uma largura axial LT, - a banda de rodagem (2) compreendendo duas porções axialmente exteriores (22, 23) tendo cada uma delas uma largura axial (LS1, LS2) no máximo igual a 0,3 vezes a largura axial LT, - pelo menos uma porção axialmente exterior (22, 23) compreendendo recortes axialmente exteriores (24, 25), um recorte axialmente exterior (24, 25) formando um espaço que desemboca na superfície de banda de rodagem (21) e sendo delimitado por pelo menos duas faces principais referidas como faces laterais (241, 242) ligadas por uma face de fundo (243), - os recortes axialmente exteriores (24, 25) tendo uma largura média W definida pela distância entre as duas faces laterais principais (241, 242), uma profundidade D definida pela distância radial máxima entre a superfície de banda de rodagem (21) e a face de fundo (243) e fazendo com a direção axial (YY’) um ângulo entre mais ou menos 60°, - o pneumático compreendendo adicionalmente um reforço de coroa (3) radialmente no interior da banda de rodagem (2), - o reforço de coroa (3) compreendendo um reforço de trabalho (4) e um reforço de cinta (5), - o reforço de trabalho (4) sendo constituído por 2 camadas de trabalho (41, 42), cada compreendendo elementos de reforço (411, 421) revestidos por um material elastomérico, paralelos entre si e que formam respectivamente, com uma direção circunferencial (XX’) do pneumático, um ângulo orientado (A1, A2) pelo menos igual a 20° e no máximo igual a 50°, em termos de valor absoluto e de sinal oposto de uma camada para a seguinte, - os ditos elementos de reforço em cada lona sendo constituídos por fios metálicos individuais ou monofilamentos que têm uma seção transversal cuja menor dimensão é pelo menos igual a 0,20 mm e no máximo igual a 0,5 mm, e uma resistência à ruptura Rm, - a densidade de elementos de reforço em cada camada de trabalho sendo pelo menos igual a 100 fios por dm e no máximo igual a 200 fios por dm, - o reforço de cinta (5) compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo elementos de reforço, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial (XX’) do pneumático, um ângulo β no máximo igual a 10° em termos de valor absoluto, caracterizado pelo fato de que, quando os recortes axialmente exteriores (24) têm uma largura média W no máximo igual a 1 mm, esses recortes axialmente exteriores (24), referidos como lamelas, têm uma profundidade D pelo menos igual a 5 mm e são espaçados entre si, na direção circunferencial (XX’) do pneumático, por um espaçamento circunferencial P pelo menos igual a 4 mm, e em que, quando os recortes axialmente exteriores (25) têm uma largura média W pelo menos igual a 1 mm, esses recortes axialmente exteriores (25), referidos como sulcos, têm uma profundidade D no máximo igual a 5 mm, e em que a resistência à ruptura Rc de cada camada de trabalho (41, 42) é pelo menos igual a 30.000 N/dm, Rc sendo definida por: Rc = Rm*S*d, onde Rm é a resistência à ruptura em tração dos monofilamentos em MPa, S a seção transversal dos monofilamentos em mm2 e d a densidade de monofilamentos da camada de trabalho considerada, em número de monofilamentos por dm.

2. Pneumático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um recorte axialmente exterior (24, 25) desemboca axialmente no exterior de uma porção axialmente exterior (22, 23) da banda de rodagem (2).

3. Pneumático de acordo com a reivindicação 1 ou 2, a banda de rodagem compreendendo pelo menos um sulco circunferencial (26), caracterizado pelo fato de que um recorte axialmente exterior (24, 25) desemboca axialmente no interior de um sulco circunferencial (26) da banda de rodagem (2).

4. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as lamelas axialmente exteriores (24) são espaçadas entre si, na direção circunferencial (XX’) do pneumático, por um espaçamento circunferencial P no máximo igual a 20 mm.

5. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lamela axialmente exterior (24) é munida de ponte.

6. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a profundidade D das lamelas axialmente exteriores (24) é no máximo igual a 8 mm.

7. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a distância radial D1 entre a face de fundo (243) das lamelas axialmente exteriores (24) e o reforço de coroa (3) é pelo menos igual a 1,5 mm.

8. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a distância radial D1 entre a face de fundo (243) das lamelas axialmente exteriores (24) e o reforço de coroa (3) é no máximo igual a 3,5 mm.

9. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que todos os recortes axialmente exteriores (24) são lamelas.

10. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as duas porções axialmente exteriores (22, 23) da banda de rodagem (2) têm cada uma delas uma largura axial (LS1, LS2) no máximo igual a 0,2 vezes a largura axial LT.