BR112018012221B1 - Pneumático que apresenta propriedades de desgaste melhoradas - Google Patents

Abstract

pneumático que compreende uma armadura de topo (4) formada por pelo menos duas camadas de topo de trabalho (41, 43) de elementos de reforço e por pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais (42). de acordo com a invenção, a banda de rodagem apresenta pelo menos um recorte constituído por pelo menos duas partes, a razão da largura medida no fundo da primeira parte (9) sobre a largura medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma primeira parte sendo estritamente superior a 2 e a razão da largura medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da segunda parte (8) sobre a largura medida no fundo da dita pelo menos uma segunda parte é superior ou igual a 1.

Description

[001] A presente invenção se refere a um pneumático, com armadura de carcaça radial e mais especialmente a um pneumático destinado a equipar veículos que levam cargas pesadas e que rodam em velocidade constante, tais como, por exemplo os caminhões, tratores, reboques ou ônibus rodoviários.

[002] De uma maneira geral nos pneumáticos de tipo veículos pesados, a armadura de carcaça é ancorada de um lado e de outro na zona do talão e é encimada radialmente por uma armadura de topo constituída por pelo menos duas camadas, superpostas e formadas por fios ou cabos paralelos em cada camada e cruzados de uma camada para a seguinte formando assim com a direção circunferencial ângulos compreendidos entre 10° e 45°. As ditas camadas de trabalho, que formam a armadura de trabalho, podem ainda ser recobertas por pelo menos uma camada dita de proteção e formada por elementos de reforço vantajosamente metálicos e extensíveis, ditos elásticos. Ela pode também compreender uma camada de fios ou cabos metálicos de pouca extensibilidade que formam com a direção circunferencial um ângulo compreendido entre 45° e 90°, essa lona, dita de triangulação, sendo radialmente situada entre a armadura de carcaça e a primeira lona de topo dita de trabalho, formadas por fios ou cabos paralelos que apresentam ângulos no máximo iguais a 45° em valor absoluto. A lona de triangulação forma com pelo menos a dita lona de trabalho uma armadura triangulada, que apresenta, sob as diferentes tensões às quais ela é submetida, poucas deformações, a lona de triangulação tendo como papel essencial o de retomar os esforços de compressão transversal dos quais é o objeto o conjunto dos elementos de reforço na zona do topo do pneumático.

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

[004] Cabos são ditos elásticos quando os ditos 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.

[005] Elementos de reforço circunferenciais são elementos de reforço que formam com a direção circunferencial ângulos compreendidos no intervalo + 2,5°, - 2,5° em torno de 0°.

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

[007] A direção transversal ou axial do pneumático é paralela ao eixo de rotação do pneumático

[008] A direção radial é uma direção que corta o eixo de rotação do pneumático e que é perpendicular a esse último.

[009] 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 contém 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] No que diz respeito aos fios ou cabos metálicos, as medições de força na ruptura (carga máxima em N), de resistência à ruptura (em MPa), de alongamento na ruptura (alongamento total em %) e de módulo (em GPa) são efetuadas em tração de acordo com a norma ISO 6892 de 1984.

[0013] Certos pneumáticos atuais, ditos “rodoviários”, são destinados a rodar em alta velocidade e em trajetos cada vez mais longos, devido à melhoria da rede rodoviária e ao crescimento da rede de autoestradas no mundo. O conjunto das condições, sob as quais tal pneumático é solicitado a rodar, permite sem nenhuma dúvida um aumento do número de quilômetros percorridos, o desgaste do pneumático sendo menor; em contrapartida a resistência desse último e em especial da armadura de topo é prejudicada.

[0014] Existem de fato tensões ao nível da armadura de topo e mais especialmente tensões de cisalhamento entre as camadas de topo, aliadas a uma elevação não insignificante da temperatura de funcionamento ao nível das extremidades da camada de topo que é axialmente a mais curta, que têm como consequência o aparecimento e a propagação de fissuras da goma ao nível das ditas extremidades.

[0015] A fim de melhorar a resistência da armadura de topo do tipo de pneumático estudado, soluções relativas à estrutura e qualidade das camadas e/ou perfilados de misturas de borracha que são dispostas entre e/ou em torno das extremidades de lonas e mais especialmente das extremidades da lona que é axialmente a mais curta já foram trazidas.

[0016] É notadamente conhecido introduzir uma camada de mistura de borracha entre as extremidades das camadas de trabalho para criar uma separação entre as ditas extremidades para limitar as tensões de cisalhamento. Tais camadas de separação devem, no entanto, apresentar uma coesão muito boa. Tais camadas de misturas de borracha são por exemplo descritas no pedido de patente WO 2004/076204.

[0017] Os pneumáticos assim realizados permitem efetivamente melhorar os desempenhos notadamente em termos de resistência.

[0018] Por outro lado, é conhecido realizar pneumáticos com banda de rodagem bastante larga ou então para conferir a pneumáticos de uma dimensão dada capacidades de cargas maiores introduzir uma camada de elementos de reforço circunferenciais. O pedido de patente WO 99/24269 descreve por exemplo a presença de tal camada de elementos de reforço circunferenciais.

[0019] A camada de elementos de reforço circunferenciais é usualmente constituída por pelo menos um cabo metálico enrolado para formar uma espira da qual o ângulo de colocação em relação à direção circunferencial é inferior a 2,5°.

[0020] Em combinação com essa estrutura interna de pneu, é conhecido prover a banda de rodagem, quer dizer a parte do pneu destinada a entrar em contato com o solo por ocasião da rodagem e a se desgastar por ocasião da rodagem, de uma escultura formada por elementos de relevo delimitados por ranhuras sejam elas de orientação circunferencial, transversal ou oblíqua. O objetivo de tal escultura é o de conferir à banda de rodagem bons desempenhos em rodagem sobre pavimentação seca e sobre pavimentação revestida de água notadamente por tempo de chuva.

[0021] Para melhorar os desempenhos das bandas de rodagem sem, no entanto, abaixar demais as rigidezes de cisalhamento das ditas bandas, é conhecido formar sobre a superfície de rodagem uma pluralidade de arestas orientadas transversalmente ou de modo oblíquo a fim de cortar a película de água sobre uma pavimentação para assegurar um bom contato entre a banda de rodagem e a pavimentação. Um meio de obtenção de tais arestas consiste em prover a banda com uma pluralidade de recortes, esses recortes tendo a forma de ranhuras ou a forma de incisões. São distinguidas, no presente pedido, as incisões das ranhuras pelo fato de que as incisões têm uma largura apropriada para permitir durante a rodagem um contato pelo menos parcial entre as paredes confrontantes que delimitam essas incisões e notadamente no decorrer da passagem no contato com o solo, o que não poderia ser o caso para as ranhuras nas condições normais de uso do pneumático.

[0022] Combinado a essa necessidade de melhorar o desempenho de aderência pela presença de arestas formadas pelos recortes transversais, é também exigido que os desempenhos de uma banda de rodagem sejam perenes, quer dizer que desempenhos satisfatórios sejam atingidos mesmo depois de um desgaste parcial mais ou menos avançado. Por desgaste parcial de uma banda de rodagem, é entendido um estado de desgaste que corresponde a uma espessura de banda de rodagem no máximo igual à espessura total da banda que pode ser gasta antes de ter que trocar o pneumático notadamente por razões de regulamentação.

[0023] O pedido de patente WO 02/38399-A2 descreve uma banda de rodagem para pneu de veículo pesado, essa banda de rodagem compreendendo uma pluralidade de ranhuras circunferenciais e transversais. As ranhuras transversais são formadas por uma alternância de zonas cavadas e de incisões de modo a que se tenha um volume de vazios que se abrem sobre a superfície de rodagem no estado novo e um volume de vazios escondidos, esses vazios escondidos sendo destinados a se abrirem depois de um desgaste parcial da mesma banda de rodagem. A presença de vazios escondidos - que aparecem com o desgaste, permite que se tenha uma maior rigidez no estado inicial ao mesmo tempo em que assegura um desempenho de aderência qualquer que seja o nível de desgaste da banda.

[0024] O pedido de patente WO 2011039194 descreve ainda uma banda de rodagem para pneumático de veículo de tipo veículo pesado, essa banda de rodagem compreendendo uma pluralidade de ranhuras que apresentam na superfície da banda de rodagem uma sucessão de ranhuras e incisões que formam juntas um recorte contínuo que apresentam por outro lado vazios escondidos. A patente US,2,322,505 descreve também uma banda de rodagem para pneumático de veículo de tipo veículo pesado que compreende esculturas com vazios escondidos.

[0025] Por ocasião de ensaios, os inventores colocaram em evidência que a presença de certos tipos de recortes que compreendem vazios escondidos em alternância podia levar a uma degradação dos desempenhos em termos de desgaste, com o aparecimento de formas de desgastes irregulares, em comparação com pneumáticos similares que não compreendem vazios escondidos para usos idênticos.

[0026] Um objetivo da invenção é o de fornecer pneumáticos dos quais as propriedades de desgaste e mais especificamente de regularidade de desgaste são conservadas ou melhoradas qualquer que seja o uso, para esses tipos de recortes oblíquos compreendem vazios escondidos em alternância presentes na banda de rodagem.

[0027] Esse objetivo é atingido de acordo com a invenção por um pneumático com armadura de carcaça radial que compreende uma armadura de topo formada por pelo menos duas camadas de topo de trabalho de elementos de reforço, ela própria coberta radialmente por uma banda de rodagem, a dita banda de rodagem sendo reunida a dois talões por intermédio de dois flancos, a armadura de topo compreendendo pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais, a dita banda de rodagem compreendendo uma superfície de rodagem destinada a entrar em contato com uma pavimentação e formar uma superfície de contato, a dita banda de rodagem sendo constituída por pelo menos uma parte central que se estende pelo menos na zona do plano equatorial e duas partes axialmente exteriores e apresentando pelo menos na dita parte central pelo menos um recorte, tal que: - o dito pelo menos um recorte é constituído por pelo menos uma primeira parte e por pelo menos uma segunda parte, contíguas e cada uma delas aflorando a superfície da banda de rodagem, - a profundidade, medida em um pneumático novo na pelo menos dita parte central, das ditas pelo menos uma primeira parte e pelo menos uma segunda parte é superior ou igual a 40 % da espessura da banda de rodagem, - a razão da largura medida no fundo da dita pelo menos uma primeira parte sobre a largura medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma primeira parte é estritamente superior a 2 e - a razão da largura medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma segunda parte sobre a largura medida no fundo da dita pelo menos uma segunda parte é superior ou igual a 1.

[0028] No sentido da invenção, um recorte designa de maneira genérica ou uma ranhura ou uma incisão e corresponde ao espaço delimitado por paredes de matéria que são confrontantes e distantes uma da outra de uma distância não nula (dita “largura do recorte”). O que diferencia uma incisão de uma ranhura é precisamente essa distância; no caso de uma incisão, essa distância é apropriada para permitir a colocação em contato pelo menos parcial das paredes opostas que delimitam a dita incisão pelo menos por ocasião da passagem no contato com a pavimentação. No caso de uma ranhura, as paredes dessa ranhura não podem entrar em contato uma contra a outra nas condições usuais de rodagem.

[0029] No sentido da invenção, a profundidade de um recorte é a distância radial medida em um pneumático novo entre a superfície da banda de rodagem e o ponto que é radialmente o mais interior do dito recorte.

[0030] No sentido da invenção, a espessura da banda de rodagem, medida em um corte radial do pneumático, é a distância medida em um pneumático novo entre um ponto da superfície da banda de rodagem e a projeção ortogonal do dito ponto sobre a superfície radialmente exterior da armadura de topo.

[0031] A largura entre as paredes de um recorte é medida em um pneumático novo em um plano de corte perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície da banda de rodagem. Ela é medida de acordo com uma direção paralela ao plano tangente à superfície da banda de rodagem.

[0032] No sentido da invenção, a largura entre as paredes de um recorte na superfície da banda de rodagem corresponde à menor medida na parte radialmente exterior do recorte e mais exatamente à menor medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre um ponto que é radialmente o mais exterior do dito recorte e um ponto situado a uma distância da superfície da banda de rodagem igual a 30 % da profundidade do dito recorte.

[0033] No sentido da invenção, uma medição no fundo da dita pelo menos uma primeira parte do dito pelo menos um recorte corresponde à maior medida na parte radialmente interior do recorte e mais exatamente à maior medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre o ponto que é radialmente o mais interior do dito recorte e um ponto situado a uma distância da superfície da banda de rodagem igual a 25 % da profundidade do dito recorte.

[0034] No sentido da invenção, uma medição no fundo da dita pelo menos uma segunda parte do dito pelo menos um recorte corresponde à maior medida na parte radialmente interior do recorte e mais exatamente à maior medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre o ponto que é radialmente o mais interior do dito recorte e um ponto situado a uma distância da superfície da banda de rodagem igual a 75 % da profundidade do dito recorte.

[0035] A parte central da banda de rodagem que se estende pelo menos na zona do plano equatorial apresenta vantajosamente de acordo com a invenção uma largura axial pelo menos tão grande quanto aquela da camada de elementos de reforço circunferenciais.

[0036] De acordo com a invenção, o pneumático compreende pelo menos um recorte do qual pelo menos uma primeira parte apresenta no estado novo vazios escondidos dos quais a dimensão é maior do que a dimensão visível na superfície da banda de rodagem no estado novo.

[0037] Vantajosamente de acordo com a invenção, a largura medida no fundo da dita pelo menos primeira parte do dito pelo menos um recorte é estritamente superior a 3 mm.

[0038] De preferência ainda de acordo com a invenção, a largura medida no fundo da dita pelo menos uma primeira parte do dito pelo menos um recorte é de preferência inferior a 10 mm.

[0039] De acordo com um modo de realização preferido da invenção, a razão da largura medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma segunda parte sobre a largura medida no fundo da dita pelo menos uma segunda parte é estritamente superior a 2.

[0040] De acordo com esse modo de realização da invenção notadamente, a primeira parte do dito pelo menos um recorte é vantajosamente formada por uma ranhura radialmente interior a uma incisão, a segunda parte é vantajosamente formada por uma ranhura radialmente exterior a uma incisão e um canal de ligação liga as ranhuras entre elas.

[0041] De acordo com esse modo de realização, a rede de ranhuras assim criada permite por ocasião de uma rodagem sobre estrada molhada evacuar a água e estocar a mesma temporariamente por ocasião da passagem na área de contato e confere assim uma melhor aderência ao pneumático.

[0042] Os ensaios realizados mostraram que os pneumáticos de acordo com a invenção apresentam desempenhos de desgaste e notadamente de regularidade de desgaste satisfatórios quaisquer que sejam as condições de utilização dos pneumáticos.

[0043] Os inventores de fato souberam colocar em evidência que recortes que compreendem pelo menos uma primeira parte da qual a profundidade é superior a 40 % da espessura da banda de rodagem e da qual a razão da largura medida no fundo da ditas pelo menos uma primeira parte sobre a largura medida na superfície da dita da dita pelo menos uma primeira parte é estritamente superior a 2 levam a uma deformação local,da armadura de topo por ocasião da fabricação do pneumático e notadamente por ocasião do cozimento desse último. Os inventores pensam interpretar essa deformação da armadura de topo devido a uma fluência dos materiais elastoméricos não controlados ao nível das ditas pelo menos uma primeira parte dos ditos recortes por ocasião da moldagem e do cozimento do dito pneumático. Isso se traduziria verossimilmente por uma deformação de acordo com a direção radial das camadas constitutivas da armadura de topo localizadas na proximidade da dita pelo menos uma primeira parte dos ditos recortes. Essas deformações poderiam levar por ocasião do uso dos pneumáticos a uma alteração dos desempenhos do pneumático em termos de desgaste e notadamente de regularidade de desgaste, a espessura de mistura a desgastar não sendo.

[0044] A presença da camada de elementos de reforço circunferenciais de acordo com a invenção permite limitar e mesmo prevenir esses fenômenos de desgastes irregulares.

[0045] Os inventores pensam interpretar os resultados obtidos com os pneumáticos de acordo com a invenção pela presença de uma camada de elementos de reforço circunferenciais que parece poder diminuir e mesmo evitar as ditas deformações locais da armadura de topo por ocasião do cozimento de pneumáticos que compreendem recortes tais como descritos de acordo com a invenção com uma presença de vazios escondidos.

[0046] De maneira bastante surpreendente, a camada de elementos de reforço circunferenciais, que está usualmente presente para limitar efeitos de cisalhamento entre as camadas de topo de trabalho, parece permitir um melhor controle dos deslocamentos das misturas que formam a banda de rodagem por ocasião do cozimento de um pneumático, esse último compreendendo recortes tais como descritos de acordo com a invenção com vazios escondidos.

[0047] De acordo com uma primeira variante de realização da invenção o dito pelo menos um recorte e um recorte de orientação longitudinal.

[0048] No sentido da invenção, um recorte de orientação longitudinal é um recorte do qual o plano médio de pelo menos uma parte das paredes do dito recorte forma um ângulo com um plano longitudinal inferior a 10°. Esse ângulo formado com um plano longitudinal pode ser orientado em um sentido ou no outro em relação ao dito plano longitudinal. Um recorte de orientação longitudinal pode ainda ser um recorte do qual as paredes ondulam ou ziguezagueiam em torno de um plano médio tal como acaba de ser descrito.

[0049] Vantajosamente de acordo com essa primeira variante de realização da invenção, o dito pelo menos um recorte circunferencial é contínuo na periferia do pneumático.

[0050] De acordo com uma segunda variante de realização, o dito pelo menos um recorte é um recorte de orientação transversal.

[0051] No sentido da invenção, um recorte de orientação transversal é um recorte do qual o plano médio de pelo menos uma parte das paredes do dito recorte forma um ângulo com um plano radial inferior a 35°. Esse ângulo formado com um plano radial pode ser orientado em um sentido ou no outro em relação ao dito plano radial. Um recorte de orientação transversal pode ainda ser um recorte que caminha continuamente de um lado e de outro de um plano médio tal como acaba de ser descrito; pode ainda se tratar de um recorte do qual as paredes ondulam ou ziguezagueiam em torno de um plano médio tal como acaba de ser descrito.

[0052] De acordo com uma terceira variante de realização, o dito pelo menos um recorte é um recorte de orientação oblíqua.

[0053] No sentido da invenção, um recorte de orientação oblíqua é um recorte do qual o plano médio de pelo menos uma parte das paredes do dito recorte forma um ângulo com um plano radial compreendido entre 35° e 80°. Esse ângulo formado com um plano radial pode ser orientado em um sentido ou no outro em relação ao dito plano radial. Um recorte de orientação oblíqua pode ainda ser um recorte que caminha continuamente de um lado e de outro de um plano médio tal como acaba de ser descrito; pode ainda se tratar de um recorte do qual as paredes ondulam ou ziguezagueiam em torno de um plano médio tal como acaba de ser descrito.

[0054] De acordo com outras variantes de realização da invenção, o pneumático de acordo com a invenção compreende pelo menos na dita parte central da banda de rodagem uma combinação de recortes, tais como descritos de acordo com a invenção, de orientação circunferencial e/ou de orientação transversal e/ou de orientação oblíqua.

[0055] Vantajosamente de acordo com a invenção, a taxa de entalhamento volúmico da banda de rodagem do pneumático de acordo com a invenção é inferior ou igual a 15 %, de preferência inferior ou igual a 13 % e mais de preferência superior a 5 %.

[0056] A taxa de entalhamento volúmico da banda de rodagem é definida de acordo com a invenção em um pneumático novo pela relação do volume de recorte sobre o volume total da banda de rodagem. O volume total da banda de rodagem é no que lhe diz respeito definido no sentido da invenção pelo volume, que inclui o volume de todos os recortes, avaliado entre a superfície de rodagem e uma superfície paralela a essa superfície de rodagem que passa pelo fundo do vazio que é o que se estende mais no interior da banda.

[0057] De acordo com um modo de realização vantajoso da invenção, a camada de topo de trabalho que é axialmente a mais larga está radialmente no interior das outras camadas de topo de trabalho.

[0058] De acordo com uma variante vantajosa de realização da invenção, a camada de elementos de reforço circunferenciais apresenta uma largura axial superior a 0,5 x W.

[0059] W é a largura máxima axial do pneumático, quando esse último está montado em seu aro de serviço e inflado com sua pressão recomendada.

[0060] As larguras axiais das camadas de elementos de reforço são medidas em um corte transversal de um pneumático, o pneumático estando, portanto, em um estado não inflado.

[0061] De acordo com uma realização preferida da invenção, pelo menos duas camadas de topo de trabalho apresentam larguras axiais diferentes, a diferença entre a largura axial da camada de topo de trabalho que é axialmente a mais larga e a largura axial da camada de topo de trabalho que é axialmente a menos larga sendo compreendida entre 10 e 30 mm.

[0062] De acordo com um modo de realização preferido da invenção, uma camada de elementos de reforço circunferenciais é radialmente disposta entre duas camadas de topo de trabalho.

[0063] De acordo com esse modo de realização da invenção, a camada de elementos de reforço circunferenciais permite limitar de maneira melhor as colocações em compressão dos elementos de reforço da armadura de carcaça do que uma camada semelhante colocada no lugar radialmente no exterior das camadas de trabalho. Ela é preferivelmente separada da armadura de carcaça por pelo menos uma camada de trabalho de modo a limitar as solicitações dos ditos elementos de reforço e não fatigar demais os mesmos.

[0064] Vantajosamente ainda de acordo com a invenção, as larguras axiais das camadas de topo de trabalho que estão radialmente adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais são superiores à largura axial da dita camada de elementos de reforço circunferenciais e de preferência, as ditas camadas de topo de trabalho adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais estão de um lado e de outro do plano equatorial e no prolongamento axial imediato da camada de elementos de reforço circunferenciais acopladas em uma largura axial, para serem em seguida separadas por uma camada C de mistura de borracha pelo menos no restante da largura comum às ditas duas camadas de trabalho.

[0065] A presença de tais acoplamentos entre as camadas de topo de trabalho adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais permite a diminuição das pressões de tensão que agem sobre os elementos circunferenciais que estão axialmente os mais no exterior e situados os mais próximos do acoplamento.

[0066] De acordo com um modo de realização vantajoso da invenção, os elementos de reforço de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais são elementos de reforço metálicos que apresentam um módulo secante a 0,7 % de alongamento compreendido entre 10 e 120 GPa e um módulo tangente máximo inferior a 150 GPa.

[0067] De acordo com uma realização preferida, o módulo secante dos elementos de reforço a 0,7 % de alongamento é inferior a 100 GPa e superior a 20 GPa, de preferência compreendido entre 30 e 90 GPa e mais de preferência inferior a 80 GPa.

[0068] Também de preferência, o módulo tangente máximo dos elementos de reforço é inferior a 130 GPa e mais de preferência inferior a 120 GPa.

[0069] Os módulos expressos acima são medidos em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 20 MPa levada à seção de metal do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção de metal do elemento de reforço.

[0070] Os módulos dos mesmos elementos de reforço podem ser medidos em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 10 MPa levada à seção global do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção global do elemento de reforço. A seção global do elemento de reforço é a seção de um elemento compósito constituído de metal e de borracha, essa última tendo notadamente penetrado o elemento de reforço durante a fase de cozimento do pneumático.

[0071] De acordo com essa formulação relativa à seção global do elemento de reforço, os elementos de reforço das partes axialmente exteriores e da parte central de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais são elementos de reforço metálicos que apresentam um módulo secante a 0,7 % de alongamento compreendido entre 5 e 60 GPa e um módulo tangente máximo inferior a 75 GPa.

[0072] De acordo com uma realização preferida, o módulo secante dos elementos de reforço a 0,7 % de alongamento é inferior a 50 GPa e superior a 10 GPa, de preferência compreendido entre 15 e 45 GPa e mais de preferência inferior a 40 GPa.

[0073] Também de preferência, o módulo tangente máximo dos elementos de reforço é inferior a 65 GPa e mais de preferência inferior a 60 GPa.

[0074] De acordo com um modo de realização preferido, os elementos de reforço de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais são elementos de reforço metálicos que apresentam uma curva de tensão de tração em função do alongamento relativo que tem pequenas inclinações para os pequenos alongamentos e uma inclinação substancialmente constante e forte para os alongamentos superiores. Tais elementos de reforço da lona adicional são habitualmente denominados elementos “bimódulo”.

[0075] De acordo com uma realização preferida da invenção, a inclinação substancialmente constante e forte aparece a partir de um alongamento relativo compreendido entre 0,1 % e 0,5 %.

[0076] As diferentes características dos elementos de reforço enunciadas acima são medidas em elementos de reforço extraídos de pneumáticos.

[0077] Elementos de reforço mais especialmente adaptados à realização de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais de acordo com a invenção são por exemplo reuniões de fórmula 21.23, cuja construção é 3 x (0,26 + 6 x 0,23) 4,4/6,6 SS; esse cabo de cordões é constituído por 21 fios elementares de fórmula 3 x (1 + 6), com 3 cordões torcidos juntos cada um deles constituído por 7 fios, um fio que forma uma alma central de diâmetro igual a 26/100 mm e 6 fios enrolados de diâmetro igual a 23/100 mm. Tal cabo apresenta um módulo secante a 0,7 % igual a 45 GPa e um módulo tangente máximo igual a 98 GPa, medidos em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 20 MPa levada à seção de metal do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção de metal do elemento de reforço. Em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 10 MPa levada à seção global do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção global do elemento de reforço, esse cabo de fórmula 21.23 apresenta um módulo secante a 0,7 % igual a 23 GPa e um módulo tangente máximo igual a 49 GPa.

[0078] Do mesmo modo, um outro exemplo de elementos de reforço é uma reunião de fórmula 21,28, da qual a construção é 3 x (0,32 + 6 x 0,28) 6,2/9,3 SS. Esse cabo apresenta um módulo secante a 0,7 % igual a 56 GPa e um módulo tangente máximo igual a 102 GPa, medidos em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 20 MPa levada à seção de metal do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção de metal do elemento de reforço. Em uma curva de tensão de tração em função do alongamento determinada com uma protensão de 10 MPa levada à seção global do elemento de reforço, a tensão de tração correspondendo a uma tensão medida levada à seção global do elemento de reforço, esse cabo de fórmula 21.28 apresenta um módulo secante a 0,7 % igual a 27 GPa e um módulo tangente máximo igual a 49 GPa.

[0079] A utilização de tais elementos de reforço em pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais permite notadamente conservar rigidezes da camada satisfatórias inclusive depois das etapas de conformação e de cozimento em processos de fabricação usuais.

[0080] De acordo com um segundo modo de realização da invenção, os elementos de reforço circunferenciais podem ser formados por elementos metálicos inextensíveis e cortados de maneira a formar segmentos de comprimento muito inferior à circunferência da camada que é a menos longa, mas preferencialmente superior a 0,1 vez a dita circunferência, os cortes entre segmentos sendo axialmente decalados uns em relação aos outros. Ainda de preferência, o módulo de elasticidade na tração por unidade de largura da camada adicional é inferior ao módulo de elasticidade na tração, medido nas mesmas condições, da camada de topo de trabalho que é a mais extensível. Tal modo de realização permite conferir, de maneira simples, à camada de elementos de reforço circunferenciais um módulo que pode facilmente ser ajustado (pela escolha dos intervalos entre segmentos de uma mesma fileira), mas em todos os casos menor do que o módulo da camada constituída pelos mesmos elementos metálicos mas contínuos, o módulo da camada adicional sendo medido em uma camada vulcanizada de elementos cortados, extraída do pneumático.

[0081] De acordo com um terceiro modo de realização da invenção, os elementos de reforço circunferenciais são elementos metálicos ondulados, a relação a/À da amplitude de ondulação sobre o comprimento de onda sendo no máximo igual a 0,09. De preferência, o módulo de elasticidade na tração por unidade de largura da camada adicional é inferior ao módulo de elasticidade na tração, medido nas mesmas condições, da camada de topo de trabalho que é a mais extensível.

[0082] Os elementos metálicos são preferencialmente cabos de aço.

[0083] De acordo com um modo de realização preferido da invenção, os elementos de reforço das camadas de topo de trabalho são cabos metálicos inextensíveis.

[0084] Vantajosamente de acordo com a invenção, a armadura de topo é formada por pelo menos duas camadas de topo de trabalho de elementos de reforço, cruzados de uma camada para a outra formando assim com a direção circunferencial ângulos compreendidos entre 10° e 45°.

[0085] A invenção prevê ainda vantajosamente para diminuir as pressões de tensão que agem sobre os elementos circunferenciais que estão axialmente mais no exterior que o ângulo formado com a direção circunferencial pelos elementos de reforço das camadas de topo de trabalho é inferior a 30° e de preferência inferior a 25°.

[0086] De acordo com uma outra variante vantajosa da invenção, as camadas de topo de trabalho compreendem elementos de reforço, cruzados de uma lona para a outra, formando com a direção circunferencial ângulos variáveis de acordo com a direção axial, os ditos ângulos sendo superiores nas bordas axialmente exteriores das camadas de elementos de reforço em relação aos ângulos dos ditos elementos medidos ao nível do plano mediano circunferencial. Tal realização da invenção permite aumentar a rigidez circunferencial em certas zonas e ao contrário diminuir a mesma em outras, notadamente para diminuir as colocações em compressão da armadura de carcaça.

[0087] Uma realização preferida da invenção prevê ainda que a armadura de topo é completada radialmente no exterior por pelo menos uma camada suplementar, dita de proteção, de elementos de reforço ditos elásticos, orientados em relação à direção circunferencial com um ângulo compreendido entre 10° e 45° e de mesmo sentido que o ângulo formado pelos elementos inextensíveis da camada de trabalho que lhe é radialmente adjacente.

[0088] A camada de proteção pode ter uma largura axial inferior à largura axial da camada de trabalho que é a menos larga. A dita camada de proteção pode também ter uma largura axial superior à largura axial da camada de trabalho que é a menos larga, tal que ela recobre as bordas da camada de trabalho que é a menos larga e, no caso da camada radialmente superior como sendo a menos larga, tal que ela seja acoplada, no prolongamento axial da armadura adicional, com a camada de topo de trabalho que é a mais larga em uma largura axial, para ser em seguida, axialmente no exterior, separada da dita camada de trabalho que é a mais larga por perfilados de espessura pelo menos igual a 2 mm. A camada de proteção formada por elementos de reforço elásticos pode, no caso citado acima, ser por um lado eventualmente separada das bordas da dita camada de trabalho que é a menos larga por perfilados de espessura substancialmente menor do que a espessura dos perfilados que separam as bordas das duas camadas de trabalho, e ter por outro lado uma largura axial inferior ou superior à largura axial da camada de topo que é a mais larga.

[0089] De acordo com qualquer um dos modos de realização da invenção evocado precedentemente, a armadura de topo pode ainda ser completada, radialmente no interior entre a armadura de carcaça e a camada de trabalho radialmente interior que está mais próxima da dita armadura de carcaça, por uma camada de triangulação de elementos de reforço inextensíveis metálicos feitos de aço que formam, com a direção circunferencial, um ângulo superior a 45° e de mesmo sentido que aquele do ângulo formado pelos elementos de reforço da camada que está radialmente mais próxima da armadura de carcaça.

[0090] Outros detalhes e características vantajosos da invenção se destacarão abaixo da descrição dos exemplos de realização da invenção em referência às figuras 1 a 4 que representam: - figura 1, uma vista meridiana de um esquema de um pneumático de acordo com a invenção, - figura 2, uma vista em perspectiva de um esquema de uma parte de uma banda de rodagem de um pneumático de acordo com um modo de realização da invenção, - figura 3, uma vista em corte de acordo com o plano AA’ de uma segunda parte de um recorte tal como representado na figura 2, - figura 4, uma vista em corte de acordo com o plano BB’ de uma primeira parte de um recorte tal como representado na figura 2.

[0091] As figuras não estão representadas na escala para simplificar a compreensão das mesmas. A figura 1 só representa uma meia vista de um pneumático que se prolonga de maneira simétrica em relação ao eixo XX’ que representa o plano mediano circunferencial, ou plano equatorial, de um pneumático.

[0092] Na figura 1, o pneumático 1, de dimensão 315/70 R 22.5, tem uma relação de forma H/S igual a 0,70, H sendo a altura do pneumático 1 em seu aro de montagem e S sua largura axial máxima. O dito pneumático 1 compreende uma armadura de carcaça radial 2 ancorada em dois talões, não representados na figura. A armadura de carcaça é formada por uma só camada de cabos metálicos. Essa armadura de carcaça 2 é guarnecida por uma armadura de topo 4, formada radialmente do interior para o exterior: - por uma primeira camada de trabalho 41 formada por cabos metálicos inextensíveis 9.28 não guarnecidos, contínuos em toda a largura da lona, orientados de um ângulo igual a 24°, - por uma camada de elementos de reforço circunferenciais 42 formada por cabos metálicos feitos de aço 21 x 23, de tipo “bimódulo”, - por uma segunda camada de trabalho 43 formada por cabos metálicos inextensíveis 9.28 não guarnecidos, contínuos em toda a largura da lona, orientados de um ângulo igual a 24° e cruzados com os cabos metálicos da camada 41, - por uma camada de proteção 44 formada por cabos metálicos elásticos 6.35.

[0093] A armadura de topo é ela própria coberta por uma banda de rodagem 6.

[0094] A largura axial máxima W do pneumático é igual a 317 mm.

[0095] A largura axial L41 da primeira camada de trabalho 41 é igual a 252 mm.

[0096] A largura axial L43 da segunda camada de trabalho 43 é igual a 232 mm.

[0097] No que diz respeito à largura axial L42 da camada de elementos de reforço circunferenciais 42, ela é igual a 194 mm.

[0098] A última lona de topo 44, dita de proteção, tem uma largura L44 igual a 124 mm.

[0099] A figura 2 ilustra esquematicamente uma vista em perspectiva e em transparência de um recorte 7 de acordo com um modo de realização da invenção. De acordo com a invenção, esse recorte 7 é constituído por uma alternância de primeiras partes 9 e de segundas partes 8, cada extremidade de uma primeira parte 9 sendo contigua a uma segunda parte 8.

[00100] Uma primeira parte 9 forma na superfície 6 da banda de rodagem 5 uma incisão 12 que esconde mais em profundidade na banda de rodagem uma ranhura 13.

[00101] Uma segunda parte 8 forma na superfície 6 da banda de rodagem 5 uma ranhura 10 que esconde mais em profundidade na banda de rodagem uma incisão 11.

[00102] Na figura 3, é representada esquematicamente uma segunda parte 8 em corte de acordo com o plano de corte AA’. Esse plano de corte AA’ é perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície 6 da banda de rodagem 5. A largura Df da segunda parte 8 no fundo de recorte é igual a 7 mm. A largura ds da segunda parte 8 na superfície da banda de rodagem 5 é medida entre as extremidades 14 e 15 da dita segunda parte 8 na superfície 6 da banda de rodagem 5. Ela é igual a 0,7 mm. A razão Df/ds é igual a 10.

[00103] No caso da figura 3, a segunda parte 8 forma uma ranhura 10 na superfície 6 da banda de rodagem 5. Depois de desgaste da banda de rodagem, o desaparecimento da dita ranhura 10 faz aparecer uma incisão 11 que, de acordo com a definição dada precedentemente apresenta uma largura inferior a 2 mm.

[00104] Na figura 4, é representada esquematicamente uma primeira parte 9 em corte de acordo com o plano de corte BB’. Esse plano de corte BB’ é perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície 6 da banda de rodagem 5. A largura Df’ da primeira parte 9 no fundo de recorte é igual a 7 mm. A largura ds’ da primeira parte 9 na superfície da banda de rodagem 5 é medida entre as extremidades 16 e 17 da dita primeira parte 9 na superfície 6 da banda de rodagem 5. Ela é igual a 0,7 mm. A razão Df/ds é igual a 10.

[00105] No caso da figura 4, a primeira parte 9 forma uma incisão 12 na superfície 6 da banda de rodagem 5 que de acordo com a definição dada precedentemente apresenta uma largura inferior a 2 mm. Depois de desgaste da banda de rodagem, o vazio escondido sob a dita incisão 12 faz aparecer uma ranhura 13. Como explicado precedentemente, quando o pneumático é novo, a incisão permite formar arestas ao mesmo tempo em que conserva uma grande rigidez da banda de rodagem, as paredes entrando em contato uma com a outra no momento do contato com o solo. Depois de desgaste, quando vazio escondido aparece, ele forma uma ranhura e, portanto, arestas, a rigidez sendo conservada devido à profundidade do recorte menor na banda de rodagem.

[00106] Ensaios foram realizados com pneumáticos de acordo com a invenção e pneumáticos de referência.

[00107] Esses ensaios consistiram em rodagens que simulam um uso médio dos pneumáticos quando eles equipam veículos de tipo Veículos Pesados. O objetivo desses ensaios é o de controlar o estado dos pneumáticos no decorrer das rodagens e de identificar eventuais problemas de irregularidades de desgaste da banda de rodagem.

[00108] Os pneumáticos de acordo com a invenção são realizados de acordo com as figuras 1-4.

[00109] Os pneumáticos de referência são de acordo com as figuras 2-4 e a arquitetura de topo dos mesmos difere pelo fato de que a armadura de topo não compreende uma camada de elementos de reforço circunferenciais.

[00110] No decorrer das rodagens, os pneumáticos de referência fazem aparecer irregularidades de desgaste. Tais irregularidades de desgaste podem em certas condições ter efeitos negativos sobre as propriedades de aderência do pneumático pois a superfície da área de contato pode se encontrar assim modificada. Essas irregularidades de desgaste podem também gerar vibrações, perceptíveis pelo usuário e, portanto, uma situação de desconforto para esse último. Por outro lado, o aparecimento rápido de tais irregularidades de desgaste leva a um aumento da velocidade de desgaste dos pneumáticos e, portanto, um tempo de utilização menor do que o esperado.

[00111] No que diz respeito aos pneumáticos de acordo com a invenção, os ensaios mostram que tais irregularidades de desgaste aparecem mais tardiamente e de maneira muito menos pronunciada de modo que as propriedades de aderência quase não são afetadas quaisquer que sejam as condições de rodagem.

Claims (15)

1. Pneumático (1) com armadura de carcaça radial (2) que compreende uma armadura de topo (4) formada por pelo menos duas camadas de topo de trabalho de elementos de reforço (41, 43), ela própria coberta radialmente por uma banda de rodagem (5), a dita banda de rodagem sendo reunida a dois talões por meio de dois flancos, a armadura de topo (4) compreendendo pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais (42), a dita banda de rodagem compreendendo uma superfície de rodagem (6) destinada a entrar em contato com uma pavimentação e formar uma superfície de contato, caracterizado pelo fato de que a dita banda de rodagem (5) é constituída por pelo menos uma parte central que se estende pelo menos na zona do plano equatorial e duas partes axialmente exteriores e apresenta pelo menos na dita parte central pelo menos um recorte (7), em que: - o dito pelo menos um recorte (7) é constituído por pelo menos uma primeira parte (9) e por pelo menos uma segunda parte (8), contíguas e cada uma delas nivelada com a superfície da banda de rodagem, - a profundidade, medida em um pneumático novo na pelo menos dita parte central, das ditas pelo menos uma primeira parte (9) e pelo menos uma segunda parte (8) é superior ou igual a 40 % da espessura da banda de rodagem, - a razão da largura (Df’) medida no fundo da dita pelo menos uma primeira parte (9) sobre a largura (ds’) medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma primeira parte (9) é estritamente superior a 2, e - a razão da largura (ds) medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma segunda parte (8) sobre a largura (Df) medida no fundo da dita pelo menos uma segunda parte (8) é superior ou igual a 1.

2. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão da largura (ds) medida na superfície da banda de rodagem em um pneumático novo da dita pelo menos uma segunda parte (8) sobre a largura (Df) medida no fundo da dita pelo menos uma segunda parte (8) é estritamente superior a 2.

3. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que a largura (Df’) medida no fundo da dita pelo menos primeira parte (9) do dito pelo menos um recorte (7) é estritamente superior a 3 mm.

4. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que a largura (Df’) medida no fundo da dita pelo menos uma primeira parte (9) do dito pelo menos um recorte é inferior a 10 mm.

5. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de que a primeira parte (9) do dito pelo menos um recorte (7) é formada por uma ranhura (13) radialmente interior a uma incisão (12), em que a segunda parte (8) é formada por uma ranhura (10) radialmente exterior a uma incisão (11), e em que um canal de ligação liga as ranhuras (10, 13) entre elas.

6. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que o dito pelo menos um recorte (7) é um recorte de orientação longitudinal.

7. Pneumático (1) de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o dito pelo menos um recorte de orientação longitudinal é contínuo na periferia do pneumático.

8. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que o dito pelo menos um recorte (7) é um recorte de orientação transversal.

9. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que o dito pelo menos um recorte (7) é um recorte de orientação oblíqua.

10. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de que a camada de elementos de reforço circunferenciais (42) é radialmente disposta entre duas camadas de topo de trabalho (41, 43).

11. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de que as larguras axiais das camadas de topo de trabalho (41, 43) que estão radialmente adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais (42) são superiores à largura axial da dita camada de elementos de reforço circunferenciais (42).

12. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a armadura de topo (4) é formada por pelo menos duas camadas de topo de trabalho de elementos de reforço (41, 43), de preferência inextensíveis, cruzados de uma camada para a outra, formando assim com a direção circunferencial, ângulos compreendidos entre 10° e 45°.

13. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os elementos de reforço de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais (42) são elementos de reforço metálicos que apresentam um módulo secante a 0,7 % de alongamento compreendido entre 10 e 120 GPa e um módulo tangente máximo inferior a 150 GPa.

14. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a armadura de topo (4) é completada radialmente no exterior por pelo menos uma lona suplementar (44), referida como lona de proteção, de elementos de reforço elásticos, orientados em relação à direção circunferencial com um ângulo compreendido entre 10° e 45° e de mesmo sentido que o ângulo formado pelos elementos inextensíveis da lona de trabalho (43) que lhe é radialmente adjacente.

15. Pneumático (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a armadura de topo (4) compreende adicionalmente uma camada de triangulação de elementos de reforço metálicos que formam com a direção circunferencial ângulos superiores a 45°.

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