BR112018012360B1 - Pneumático que apresenta propriedades de desgaste melhoradas - Google Patents

Abstract

pneumático que apresenta propriedades de desgaste melhoradas. pneumático que compreende uma armadura de topo formada por pelo menos duas camadas (41, 43) de topo de trabalho de elementos de reforço e por pelo menos uma camada (42) de elementos de reforço circunferenciais. de acordo com a invenção, a banda de rodagem apresenta uma pluralidade de recortes de orientação transversal (9) limitados por paredes de matéria voltadas uma para a outra, em que a profundidade de pelo menos um recorte de orientação transversal, medida em um pneumático novo, é superior ou igual a 40% da espessura da banda rodagem e a largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal é estritamente superior a 4 mm.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um pneumático, com armadura de carcaça radial e, mais particularmente, a um pneumático destinado a equipar veículos que levam cargas pesadas e que circulam a velocidade contínua, tais como, por exemplo, caminhões, tratores, reboques ou ônibus rodoviários.

[0002] De uma maneira geral nos pneumáticos de tipo para veículos pesados, a armadura de carcaça é ancorada em ambos os lados na zona do cordonel e é encimada radialmente por uma armadura de topo constituída por pelo menos duas camadas, sobrepostas e formadas por fios ou cabos paralelos em cada camada e cruzadas de uma camada seguinte, que forma com a direção circunferencial ângulos compreendidos entre 10° e 45°. As ditas camadas de trabalho, que formam a armadura de trabalho, podem ainda ser cobertas de pelo menos uma camada dita de proteção e formada por elementos de reforço vantajosamente metálicos e extensíveis, ditos elásticos. Essa pode igualmente compreender uma camada de fios ou cabos metálicos de extensibilidade baixa que formam com a direção circunferencial um ângulo compreendido entre 45° e 90°, em que essa lona, dita de triangulação, está 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 pelo menos com a dita lona de trabalho uma armadura triangulada, que apresenta, sob os diferentes esforços que a mesma sofre, poucas deformações, em que a lona de triangulação tem como papel essencial recuperar os esforços de compressão transversal cujo alvo é o conjunto dos elementos de reforço na zona do topo do pneumático.

[0003] Os 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%.

[0004] Os 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.

[0005] Os 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°.

[0006] A direção circunferencial do pneumático, ou direção longitudinal, é a direção correspondente à periferia do pneumático e definida pela direção de rodagem do pneumático.

[0007] A direção transversal ou axial do pneumático é paralela ao eixo geométrico de rotação do pneumático.

[0008] A direção radial é uma direção que corta o eixo geométrico de rotação do pneumático e perpendicular a esse.

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

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

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

[0012] Com relação aos fios ou cabos metálicos, as medidas de força à ruptura (carga máxima em N), de resistência à ruptura (em MPa), de alongamento à ruptura (alongamento total em %) e de módulo (em GPa) são efetuados em tração de acordo com a norma ISO 6892 de 1984.

[0013] Certos pneumáticos atuais, ditos "rodoviários", são destinados a circular a grande velocidade e por trajetos cada vez mais longos, devido à melhora da rede rodoviária e do crescimento da rede de autoestradas no mundo. O conjunto das condições, sob as quais tal pneumático é levado a circular, permite, sem nenhuma dúvida, um aumento do número de quilômetros percorridos, em que o desgaste do pneumático é menor; em contrapartida, a durabilidade desse último, e em particular da armadura de topo, é penalizada.

[0014] De fato, existem esforços no nível da armadura de topo e, mais particularmente, esforços de cisalhamento entre as camadas de topo, aliadas a uma elevação não desprezível da temperatura de funcionamento no nível das extremidades da camada de topo axialmente mais curta, que têm como consequência o aparecimento e a propagação de fissuras da goma no nível das ditas extremidades.

[0015] A fim de melhorar a durabilidade da armadura de topo do tipo de pneumático estudado, soluções relativas à estrutura e qualidade das camadas e/ou perfis de misturas de borracha que são dispostos entre e/ou em torno das extremidades de lonas e, mais particularmente, das extremidades da lona axialmente mais curta já foram dadas.

[0016] É sobretudo conhecido introduzir uma camada de mistura de borracha entre as extremidades das camadas de trabalho para criar um desacoplamento entre as ditas extremidades para limitar os esforços de cisalhamento. Tais camadas de desacoplamento devem, contudo, 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, sobretudo em termos de durabilidade.

[0018] Além disso, é conhecido para realizar pneumáticos com banda de rodagem muito larga ou então para conferir, aos pneumáticos de uma dimensão dada, capacidades de cargas mais importantes de 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 cujo ângulo de colocação em relação à direção circunferencial é inferior a 2,5°.

[0020] Em combinação com essa estrutura interna de pneu, é conhecido dotar a banda de rodagem, isto é, a parte do pneu destinada a entrar em contato com o solo no momento da circulação e a ser usada no momento da circulação, de um desenho formado por elementos de relevo delimitados por ranhuras que podem ser de orientação circunferencial, transversal ou oblíqua. O objetivo de tal desenho é conferir à banda de rodagem bons desempenhos em circulação sobre rodovia seca e sobre rodovia coberta por água, sobretudo em tempo chuvoso.

[0021] Para melhorar os desempenhos das bandas de rodagem sem, contudo, reduzir demais as rigidezes de cisalhamento das ditas bandas, é conhecido formar sobre a superfície de rodagem uma pluralidade de arestas orientadas transversalmente ou oblíquas a fim de interromper a película de água sobre uma rodovia para garantir um bom contato entre a banda de rodagem e a rodovia. Um meio de obtenção de tais arestas consiste em dotar a banda de uma pluralidade de recortes, em que esses recortes têm a forma de ranhuras ou a forma de incisões. Distingue-se, no presente pedido, as incisões das ranhuras devido ao fato de que as incisões têm uma largura adequada para permitir, durante a circulação, um contato pelo menos parcial entre as paredes voltadas uma para a outra que delimitam essas incisões e sobretudo no decorrer da passagem no contato com o solo, o que não pode ser o caso para as ranhuras nas condições normais de uso do pneu.

[0022] Combinado à necessidade de melhorar o desempenho de aderência pela presença de arestas formadas pelos recortes transversais, é igualmente exigido que os desempenhos de uma banda de rodagem sejam duradouros, isto é, que desempenhos satisfatórios sejam alcançados mesmo após um desgaste parcial mais ou menos avançado. Por desgaste parcial de uma banda de rodagem, entende-se um estado de desgaste correspondente a uma espessura de banda de rodagem no máximo igual à espessura total de banda que pode ser usada antes de precisar trocar o pneumático, sobretudo por motivos de regulamentação.

[0023] O pedido de patente WO 02/38399-A2 descreve uma banda de rodagem para pneumático de veículo pesado, em que essa banda de rodagem compreende uma pluralidade de ranhuras circunferenciais e transversais. As ranhuras transversais são formadas por uma alternância de zonas em cavidade e por incisões de forma a ter um volume de cavidades que se abrem na superfície de rodagem no estado novo e um volume de cavidades escondidas, em que essas cavidades escondidas são destinadas a se abrir após um desgaste parcial da mesma banda de rodagem. A presença de cavidades escondidas - que aparecem com o desgaste, permite ter uma maior rigidez no estado inicial ao mesmo tempo que garante um desempenho de aderência seja qual for o nível de desgaste da banda.

[0024] No momento dos ensaios, os inventores evidenciaram que a presença de certos tipos de recortes transversais que incluem ou não cavidades escondidas poderiam conduzir a uma degradação dos desempenhos em termos de desgaste, com o aparecimento de formas de desgastes irregulares de acordo com a direção longitudinal, em comparação de pneumáticos similares para usos idênticos.

[0025] Um propósito da invenção é fornecer pneumáticos cujas propriedades de desgaste e, mais especificamente, de regularidade de desgaste de acordo com a direção longitudinal são conservadas ou melhoradas seja qual for o uso, para esses tipos de recortes transversais que incluem ou não cavidades escondidas presentes na banda de rodagem.

[0026] Esse propósito é alcançado, 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, a mesma coberta radialmente por uma banda de rodagem, em que a dita banda de rodagem é reunida a dois cordonéis por intermédio de dois flancos, em que a armadura de topo inclui pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais, em que a dita banda de rodagem inclui uma superfície de rodagem destinada a entrar em contato com uma rodovia e formar uma superfície de contato, em que a dita banda de rodagem é constituída por pelo menos uma parte central que se estende pelo menos na zona do plano equatorial e por duas partes axialmente externas e que apresentam pelo menos na dita parte central uma pluralidade de recortes de orientação transversal delimitados por paredes de matéria voltadas uma para a outra, em que a profundidade, medida em pneumático novo pelo menos na dita parte central, de pelo menos um recorte de orientação transversal é superior ou igual a 40% da espessura da banda rodagem e em que a largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal é estritamente superior a 4 mm.

[0027] No sentido da invenção, um recorte designa de maneira genérica ou uma ranhura ou uma incisão e corresponde ao espaço delimitado pelas paredes de matéria voltadas uma para a outra e distantes uma da outra por 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 adequada para permitir a colocação em contato pelo menos parcial das paredes opostas que delimitam a dita incisão pelo menos no momento da passagem no contato com a rodovia. No caso de uma ranhura, as paredes dessa ranhura não podem entrar em contato uma contra a outra nas condições usuais de circulação.

[0028] No sentido da invenção, um recorte de orientação transversal é um recorte cujo 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 em ambos os lados de um plano médio tal como acaba de ser descrito; pode ainda se tratar de um recorte cujas paredes ondulam ou ziguezagueiam em torno de um plano médio tal como acaba de ser descrito.

[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 radialmente mais interno do dito recorte.

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

[0031] A largura entre as paredes de um recorte é medida em pneumático novo, em um plano de corte perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície da banda de rodagem. A mesma 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 externa do recorte e mais exatamente à menor medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre um ponto radialmente mais externo 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 medida no fundo de um recorte corresponde à maior medida na parte radialmente interna do recorte e mais exatamente à maior medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre o ponto radialmente mais interno 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] Em exceção à definição anterior, no caso de um recorte cuja razão da largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal pela largura do dito pelo menos um recorte de orientação transversal medida na superfície da banda de rodagem em pneumático novo é inferior a 1, a medida no fundo de um recorte corresponde à maior medida na parte radialmente interna do recorte e mais exatamente à maior medida realizada em uma zona compreendida radialmente entre o ponto radialmente mais interno do dito recorte e um ponto situado a uma distância da superfície da banda de rodagem igual a 80% 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 a da camada de elementos de reforço circunferenciais.

[0036] Os ensaios realizados mostraram que os pneumáticos de acordo com a invenção apresentam desempenhos de desgaste e sobretudo de regularidade de desgaste satisfatórios sejam quais forem as condições de utilização dos pneumáticos.

[0037] Os inventores de fato souberam evidenciar que os recortes de orientação transversal cuja profundidade é superior a 40% da espessura da banda rodagem e cuja largura medida no fundo dos ditos recortes de orientação transversal é estritamente superior a 4 mm conduzem a uma deformação local da armadura de topo no momento da fabricação do pneumático e sobretudo no momento da cozedura do mesmo. Os inventores pensam interpretar essa deformação da armadura de topo devido a uma fluência dos materiais elastoméricos não controlados no nível dos ditos recortes no momento da moldagem e da cozedura do dito pneumático. Isso se traduziria provavelmente por uma deformação de acordo com a direção radial das camadas constitutivas da armadura de topo localizadas próximas dos ditos recortes. Essas deformações poderiam conduzir, no momento do uso dos pneumáticos, a uma alteração dos desempenhos do pneumático em termos de desgaste e sobretudo de regularidade de desgaste, em que a espessura de mistura a ser usada não é regular em torno de roda.

[0038] 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 ou mesmo evitar as ditas deformações locais da armadura de topo no momento da cozedura de pneumáticos que inclui recortes de orientação transversal cuja profundidade é superior ou igual a 40% da espessura da banda rodagem e cuja largura medida no fundo é estritamente superior a 4 mm.

[0039] De maneira muito surpreendente, a camada de elementos de reforço circunferenciais, que está usualmente presente para limitar os efeitos de cisalhamento entre as camadas de topo de trabalho, parece permitir um melhor controle dos deslocamentos das misturas que formam a banda rodagem no momento da cozedura de um pneumático, em que esse inclui recortes de orientação transversal cuja profundidade é superior ou igual a 40% da espessura da banda rodagem e cuja largura medida no fundo é estritamente superior a 4 mm.

[0040] De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, a razão da largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal pela largura do dito pelo menos um recorte de orientação transversal medida na superfície da banda de rodagem em pneumático novo é superior a 1,5 e, ainda de preferência, superior a 2.

[0041] De acordo com essa modalidade da invenção, a banda de rodagem do pneumático inclui cavidades escondidas de acordo com a direção transversal. Os inventores souberam evidenciar que os fenômenos de formas de desgaste irregulares de acordo com a direção longitudinal poderiam ser ainda mais pronunciados com esse tipo de desenho. A presença da camada de elementos de reforço circunferenciais conforme a invenção permite limitar ou mesmo prevenir esses fenômenos de desgastes irregulares de acordo com a direção longitudinal.

[0042] De acordo com essa modalidade, o recorte apresenta, de preferência, uma razão da largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal pela largura do dito pelo menos um recorte de orientação transversal medida na superfície da banda de rodagem em pneumático novo superior a 1,5 sobre todo seu comprimento.

[0043] De acordo com uma variante dessa modalidade, essa condição sobre a razão da largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal pela largura do dito pelo menos um recorte de orientação transversal medida na superfície da banda de rodagem em pneumático novo superior a 1,5 pode ser verificada apenas em uma parte do comprimento do recorte.

[0044] De acordo com ainda outras variantes dessa modalidade, essa condição sobre a razão da largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal pela largura do dito pelo menos um recorte de orientação transversal medida na superfície da banda de rodagem em pneumático novo superior a 1,5 pode ser verificada intermitentemente no comprimento do recorte.

[0045] De acordo com essa modalidade da invenção, a largura medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal é, de preferência, inferior a 10 mm.

[0046] Vantajosamente de acordo com a invenção, a taxa de entalhamento volumétrico 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, ainda de preferência, superior a 5%.

[0047] A taxa de entalhamento volumétrico da banda de rodagem é definida, de acordo com a invenção, em pneumático novo pela relação do volume de recortes pelo volume total da banda de rodagem. O volume total da banda de rodagem é quanto a si definido no sentido da invenção pelo volume, incluindo 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 da cavidade que se estende mais internamente da banda.

[0048] De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, a camada de topo de trabalho axialmente mais larga está radialmente no interior das outras camadas de topo de trabalho.

[0049] De acordo com uma variante vantajosa de realização da invenção, a camada de elementos de reforço circunferenciais apresenta uma largura axial superior a 0,5xW.

[0050] W é a largura máxima axial do pneumático, quando esse último é montado na jante de serviço e inflado até sua pressão recomendada.

[0051] As larguras axiais das camadas de elementos de reforço são medidas em um corte transversal de um pneumático, em que o pneumático está, portanto, em um estado não inflado.

[0052] De acordo com uma realização preferencial da invenção, pelo menos duas camadas de topo de trabalho apresentam larguras axiais diferentes, em que a diferença entre a largura axial da camada de topo de trabalho axialmente mais larga e a largura axial da camada de topo de trabalho axialmente menos larga está compreendida entre 10 e 30 mm.

[0053] De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, uma camada de elementos de reforço circunferenciais é radialmente disposta entre duas camadas de topo de trabalho.

[0054] De acordo com essa modalidade da invenção, a camada de elementos de reforço circunferenciais permite limitar de maneira mais importante as colocações em compressão dos elementos de reforço da armadura de carcaça que uma camada semelhante implantada radialmente no exterior das camadas de trabalho. Essa é, de preferência, radialmente separada da armadura de carcaça por pelo menos uma camada de trabalho de forma a limitar as solicitações dos ditos elementos de reforço e não fatigar demais os mesmos.

[0055] Vantajosamente ainda de acordo com a invenção, as larguras axiais das camadas de topo de trabalho 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 em ambos os lados do plano equatorial e no prolongamento axial imediato da camada de elementos de reforço circunferenciais acopladas em uma largura axial, para, em seguida, serem desacopladas por uma camada C de mistura de borracha pelo menos no restante da largura comum às ditas duas camadas de trabalho.

[0056] A presença de tais acoplamentos entre as camadas de topo de trabalho adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais permite a diminuição dos esforços de tensão que atuam sobre os elementos circunferenciais axialmente mais externos e situados mais próximos do acoplamento.

[0057] De acordo com uma modalidade vantajosa 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.

[0058] De acordo com uma realização preferencial, 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, ainda de preferência, inferior a 80 GPa.

[0059] Igualmente de preferência, o módulo tangente máximo dos elementos de reforço é inferior a 130 GPa e, ainda de preferência, inferior a 120 GPa.

[0060] Os módulos expressos acima são medidos em uma curva esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré-esforço de 20 MPa trazido à seção de metal do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida à seção de metal do elemento de reforço.

[0061] Os módulos dos mesmos elementos de reforço podem ser medidos em uma curva esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré- esforço de 10 MPa trazido à seção global do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida à seção global do elemento de reforço. A seção global do elemento de reforço é a seção de um elemento compósito constituído por metal e por borracha, em que essa última penetrou sobretudo o elemento de reforço durante a fase de cozedura do pneumático.

[0062] De acordo com essa formulação relativa à seção global do elemento de reforço, os elementos de reforço das partes axialmente externas 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.

[0063] De acordo com uma realização preferencial, 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, ainda de preferência, inferior a 40 GPa.

[0064] Igualmente de preferência, o módulo tangente máximo dos elementos de reforço é inferior a 65 GPa e, ainda de preferência, inferior a 60 GPa.

[0065] De acordo com uma modalidade preferencial, os elementos de reforço de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais são elementos de reforço metálicos que apresentam uma curva esforço de tração em função do alongamento relativo que tem pequenas inclinações para os pequenos alongamentos e uma inclinação substancialmente constante e grande para os alongamentos superiores. Tais elementos de reforço da lona adicional são habitualmente denominados elementos "bimódulo".

[0066] De acordo com uma realização preferencial da invenção, a inclinação substancialmente constante e grande aparece a partir de um alongamento relativo compreendido entre 0,1% e 0,5%.

[0067] As diferentes características dos elementos de reforço enunciadas acima são medidas nos elementos de reforço amostrados nos pneumáticos.

[0068] Os elementos de reforço mais particularmente adaptados à realização de pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais de acordo com a invenção são, por exemplo, montagens de fórmula 21.23, cuja construção é 3x(0,26+6x0,23) 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 constituído por 7 fios, um fio que forma um núcleo 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 esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré-esforço de 20 MPa trazido à seção de metal do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida à seção de metal do elemento de reforço. Em uma curva esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré-esforço de 10 MPa trazido à seção global do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida 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.

[0069] Da mesma forma, um outro exemplo de elementos de reforço é uma montagem de fórmula 21.28, cuja construção é 3x(0,32+6x0,28) 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 esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré-esforço de 20 MPa trazido à seção de metal do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida à seção de metal do elemento de reforço. Em uma curva esforço de tração em função do alongamento determinado com um pré-esforço de 10 MPa trazido à seção global do elemento de reforço, em que o esforço de tração corresponde a uma tensão medida trazida 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.

[0070] A utilização de tais elementos de reforço em pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais permite, sobretudo, conservar as rigidezes da camada satisfatória incluindo, após as etapas de conformação e de cozedura, nos processos de fabricação usuais.

[0071] De acordo com uma segunda modalidade da invenção, os elementos de reforço circunferenciais podem ser formados por elementos metálicos inextensíveis e cortados de maneira a formar trechos de comprimento muito inferior à circunferência da camada menos longa, mas preferencialmente superior a 0,1 vez a dita circunferência, em que os cortes entre trechos são axialmente defasados uns em relação aos outros. Ainda de preferência, o módulo de elasticidade à tração por unidade de largura da camada adicional é inferior ao módulo de elasticidade à tração, medido nas mesmas condições, da camada de topo de trabalho mais extensível. Tal modalidade permite conferir, de maneira simples, à camada de elementos de reforço circunferenciais um módulo que pode ser facilmente ajustado (pela escolha dos intervalos entre trechos de uma mesma fila), mas em todos os casos mais baixo que o módulo da camada constituída pelos mesmos elementos metálicos, mas contínuos, em que o módulo da camada adicional é medido em uma camada vulcanizada de elementos cortados, amostrada no pneumático.

[0072] De acordo com uma terceira modalidade da invenção, os elementos de reforço circunferenciais são elementos metálicos ondulados, em que a relação a/À da amplitude de ondulação pelo comprimento de onda é no máximo igual a 0,09. De preferência, o módulo de elasticidade à tração por unidade de largura da camada adicional é inferior ao módulo de elasticidade à tração, medido nas mesmas condições, da camada de topo de trabalho mais extensível.

[0073] Os elementos metálicos são preferencialmente cabos de aço.

[0074] De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, os elementos de reforço das camadas de topo de trabalho são cabos metálicos inextensíveis.

[0075] 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, cruzadas de uma camada a outra, que formam com a direção circunferencial ângulos compreendidos entre 10° e 45°.

[0076] A invenção prevê ainda vantajosamente, para diminuir os esforços de tensão que atuam sobre os elementos circunferenciais axialmente mais externos, 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°.

[0077] De acordo com uma outra variante vantajosa da invenção, as camadas de topo de trabalho incluem elementos de reforço, cruzados de uma lona à outra, que formam com a direção circunferencial ângulos variáveis de acordo com a direção axial, em que os ditos ângulos são superiores nas bordas axialmente externas das camadas de elementos de reforço em relação aos ângulos dos ditos elementos medidos no nível do plano mediano circunferencial. Tal realização da invenção permite aumentar a rigidez circunferencial em certas zonas e, em contrapartida, diminuir a mesma em outras, sobretudo para diminuir as colocações em compressão da armadura de carcaça.

[0078] Uma realização preferencial 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 é radialmente adjacente à mesma.

[0079] A camada de proteção pode ter uma largura axial inferior à largura axial da camada de trabalho menos larga. A dita camada de proteção pode também ter uma largura axial superior à largura axial da camada de trabalho menos larga, de modo que essa cubra as bordas da camada de trabalho menos larga e, no caso da camada radialmente superior como sendo a menos larga, de modo que essa seja acoplada, no prolongamento axial da armadura adicional, com a camada de topo de trabalho mais larga em uma largura axial, para, em seguida, ser, axialmente no exterior, desacoplada da dita camada de trabalho mais larga por perfis 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 desacoplada das bordas da dita camada de trabalho menos larga por perfis de espessura substancialmente menor que a espessura dos perfis 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 mais larga.

[0080] De acordo com qualquer uma das modalidades da invenção mencionadas anteriormente, a armadura de topo pode ainda ser completada, radialmente no interior entre a armadura de carcaça e a camada de trabalho radialmente interna mais próxima da dita armadura de carcaça, por uma camada de triangulação de elementos de reforço inextensíveis metálicos 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 radialmente mais próxima da armadura de carcaça.

[0081] Outros detalhes e características vantajosas da invenção surgirão após a 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 projeção de um esquema de uma parte da superfície de uma banda de rodagem de um pneumático de acordo com a invenção, - Figura 3, uma vista em corte de acordo com o plano de corte P1 de um recorte de acordo com uma primeira modalidade da invenção, - Figura 4, uma vista em corte de acordo com o plano de corte P2 de um recorte de acordo com uma segunda modalidade da invenção.

[0082] As Figuras não estão representadas em escala para simplificar a compreensão. A Figura 1 representa apenas uma meia-vista de um pneumático que se prolonga de maneira simétrica em relação ao eixo geométrico XX' que representa o plano mediano circunferencial, ou plano equatorial, de um pneumático.

[0083] Na Figura 1, o pneumático 1, de dimensão 315/70 R 22.5, tem uma relação de forma H/S igual a 0, 70, em que H é a altura do pneumático 1 em sua jante de montagem e S é sua largura axial máxima. O dito pneumático 1 compreende uma armadura de carcaça radial 2 ancorada em dois cordonéis, não representados na Figura. A armadura de carcaça é formada por uma única camada de cabos metálicos. Essa armadura de carcaça 2 é ajustada 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 ajustados, contínuos sobre 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 de aço 21x23, de tipo "bimódulo", - por uma segunda camada de trabalho 43 formada por cabos metálicos inextensíveis 9.28 não ajustados, contínuos sobre 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.

[0084] A própria armadura de topo é coberta por uma banda de rodagem 5 que apresenta uma superfície 6 destinada a entrar em contato com o solo.

[0085] A largura axial máxima W do pneumático é igual a 317 mm.

[0086] A largura axial L41 da primeira camada de trabalho 41 é igual a 252 mm.

[0087] A largura axial L43 da segunda camada de trabalho 43 é igual a 232 mm.

[0088] Quanto à largura axial L42 da camada de elementos de reforço circunferenciais 42, essa é igual a 194 mm.

[0089] A última lona de topo 44, dita de proteção, tem uma largura L44 igual a 124 mm.

[0090] A Figura 2 ilustra uma vista em projeção de um esquema de uma parte da superfície 6 de uma banda de rodagem 5 de um pneumático 1. A superfície 6 da banda de rodagem 5 é formada por recortes longitudinais 7 e por recortes transversais 8 e 9. Os recortes transversais 8 são ranhuras e os recortes transversais 9 são incisões. O conjunto desses recortes 7, 8 e 9 forma os elementos de desenhos 10 que constituem a banda de rodagem 5.

[0091] Na Figura 3, é representada esquematicamente uma ranhura transversal 8 em corte de acordo com o plano de corte P1. Esse plano de corte P1 é perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície 6 da banda de rodagem 5. A largura Df da ranhura 8 no fundo de ranhura é igual a 6 mm. A largura ds da ranhura transversal 8 na superfície da banda de rodagem 5 é medida entre as extremidades 11 e 12 da dita ranhura transversal 8 na superfície 6 da banda de rodagem 5. Essa é igual a 6,5 mm.

[0092] Na Figura 4, é representado esquematicamente um recorte transversal 9 em corte de acordo com o plano de corte P2. Esse plano de corte P2 é perpendicular ao plano médio das paredes e ao plano tangente à superfície 6 da banda de rodagem 5. A largura Df' do recorte 9 no fundo de recorte é igual a 7 mm. A largura ds' do recorte 9 da banda de rodagem 5 é medida entre as extremidades 13 e 14 do dito recorte transversal 9 na superfície 6 da banda de rodagem 5. Essa é igual a 0,7 mm. A razão Df'/ ds' é igual a 10.

[0093] No caso da Figura 4, o recorte 9 forma uma incisão na superfície da banda de rodagem que, conforme a definição dada anteriormente, apresenta uma largura inferior a 2 mm. Após desgaste da banda de rodagem, a cavidade escondida sob a dita incisão revela uma ranhura. Como explicado anteriormente, quando o pneumático é novo, a incisão permite formar arestas ao mesmo tempo que conserva uma rigidez da banda de rodagem importante, em que as paredes entram em contato uma com a outra no momento do contato com o solo. Após desgaste, quando a cavidade escondida aparece, essa forma uma ranhura e, portanto, arestas, em que a perda de rigidez é limitada devido à profundidade do recorte menor na banda de rodagem.

[0094] Foram realizados ensaios com pneumáticos de acordo com a invenção e pneumáticos de referência.

[0095] Esses ensaios consistiram em circulações que simulam um uso médio dos pneumáticos quando os mesmos equipam veículos de tipo pesado. O propósito desses ensaios é de controlar o estado dos pneumáticos no decorrer das circulações e identificar eventuais problemas de irregularidades de desgaste da banda de rodagem.

[0096] Os pneumáticos de acordo com a invenção são realizados conforme as Figuras 1 a 4.

[0097] Os pneumáticos de referência são conforme as Figuras 2 a 4 e sua arquitetura de topo difere em que a armadura de topo não inclui camada de elementos de reforço circunferenciais.

[0098] No decorrer das circulações, os pneumáticos de referência revelaram irregularidades de desgaste de acordo com a direção circunferencial. Tais irregularidades de desgaste podem, em certas condições, ter efeitos negativos sobre as propriedades de aderência do pneumático visto que a superfície da área de contato pode se encontrar modificada. Essas irregularidades de desgaste podem igualmente gerar vibrações, perceptíveis pelo usuário e, portanto, uma situação de desconforto para o mesmo. Além disso, o aparecimento de tais irregularidades de desgaste conduz a um aumento da velocidade de desgaste dos pneumáticos e, portanto, uma duração de utilização menor que o esperado.

[0099] Com relação 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 praticamente não sejam afetadas sejam quais forem as condições de circulação.

Claims (9)

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 (41, 43) de elementos de reforço, cruzadas de uma camada a outra formando com a direção circunferencial ângulos compreendidos entre 10° e 45°, a mesma coberta radialmente por uma banda de rodagem (5), em que a dita banda de rodagem é reunida a dois talões por meio de dois flancos, em que a armadura de topo (4) compreende pelo menos uma camada de elementos de reforço circunferenciais (42), em que a dita banda de rodagem compreende uma superfície de banda de rodagem (6) destinada a entrar em contato com uma pavimentação e formar uma superfície de contato, em 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 (XX’) e duas partes axialmente externas e que apresentam pelo menos na dita parte central uma pluralidade de recortes (8, 9) de orientação transversal delimitados por paredes de matéria voltadas uma para a outra, e cujo plano médio de pelo menos uma parte das paredes dos ditos recortes forma um ângulo com um plano radial inferior a 35°, a profundidade, medida em pneumático novo em pelo menos a dita parte central, de pelo menos um recorte de orientação transversal (8, 9) é superior ou igual a 40% da espessura da banda rodagem, a largura (Df, Df’) medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal (8, 9) sendo estritamente superior a 4 mm, caracterizado pelo fato de que a razão da largura (Df’) medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal (9) pela largura (Ds’) do dito pelo menos um recorte de orientação transversal (9) medida na superfície da banda de rodagem (6) em pneumático novo é superior a 1,5.

2. Pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a largura (Df, Df’) medida no fundo do dito pelo menos um recorte de orientação transversal (8, 9) é, de preferência, inferior a 10 mm.

3. Pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a camada de elementos de reforço circunferenciais (42) é radialmente disposta entre duas camadas de topo de trabalho (41, 43).

4. Pneumático (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as larguras axiais das camadas de topo de trabalho (41, 43) radialmente adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais (42) são superiores à largura axial da dita camada de elementos de reforço circunferenciais (42).

5. Pneumático (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as camadas de topo de trabalho (41, 43) adjacentes à camada de elementos de reforço circunferenciais (42) estão em ambos os lados do plano equatorial (XX’) e no prolongamento axial imediato da camada de elementos de reforço circunferenciais (42) acopladas em uma largura axial, para, em seguida, serem desacopladas por perfis de mistura de borracha pelo menos no restante da largura comum às ditas duas camadas de trabalho (41, 43).

6. Pneumático (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os elementos de reforço de ditas pelo menos duas camadas de topo de trabalho (41, 43) da armadura de topo (4) são elementos de reforço inextensíveis.

7. Pneumático (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, 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.

8. Pneumático (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, 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 é radialmente adjacente à mesma.

9. Pneumático (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a armadura de topo (4) compreende adicionalmente uma camada de triangulação formada por elementos de reforço metálicos, que formam com a direção circunferencial ângulos superiores a 45°.

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